海洋天然气水合物是一种新型非常规资源,天然气水合物储层具有埋藏浅、弱固结、非均质强的特点,其商业化开发仍是国际难题。目前,国际上开展了大量天然气水合物钻探航次,2017年,借助IODP372航次,人们在快速沉积和生物成因气发育的新西兰西库朗伊俯冲带前缘,利用随钻测井发现了 BSR 下部存在100多米天然气水合物与游离气共存,揭示了构造与沉积影响的天然气水合物与游离气成藏系统。自2007年以来,我国在南海北部也实施了9个天然气水合物钻探航次,先后在神狐海域、珠江口盆 地东部、琼东南海域进行钻探,多次成功钻获天然气水合物实物样品,发现渗漏型、扩散型及复合型等不同类型的大规模天然气水合物富集区。自2018年以来,重点部署了琼东南盆地砂质天然气水合物藏勘探与钻探,发现了高饱和度砂质水合物藏,并且发现了由于晚期隆升作用,在同一水平砂层存在天然气水合物与游离气横向变化,在多口钻井 发现了不同富集程度的天然气水合物与游离气层及共存,取得了天然气水合物勘查重大 突破,有效支撑了2017年和2020年的天然气水合物试采。

二十多年来,在国家天然气水合物专项调查、973计划、863计划、国家研发计划、国家自然科学基金以及地方科技部门的共同支持下,我国在天然气水合物钻探及勘查开发研究领域取得了诸多具有国际影响力的创新认识,揭示了粉砂储层高饱和度天然气水合物富集成藏地质条件及其形成天然气水合物的气源特征和定量评价方法。以神狐海域为例,发现了天然气水合物与游离气共存,研究了构造与沉积差异及其耦合的控藏机理及 动态调整,完善了流体渗漏与疏导体系及天然气水合物储层精细评价和开发技术等。本 专辑特择取我国在天然气水合物勘察开发领域取得部分新认识与新进展,以飨读者。

本专辑共15篇文章,分4个栏目,分别为 “南海北部天然气水合物钻探发现与富集 成藏”、“南海北部天然气水合物储层沉积特征与运聚体系”、“南海北部天然气水合物储层精细评价及实验模拟技术”和“南海北部天然气水合物设备研制与工程开发”。

“南海北部天然气水合物钻探发现与富集成藏”栏目共有5篇文章。以国际典型站位的多种测井资料与南海北部琼东南和神狐海域的地震资料为依据,详细阐述了扩散和渗漏型水合物的地震反射和测井响应特征,研究了砂质水合物藏的测井响应特征以及储 存特性,同时,将天然气水合物与游离气共存层分为四种类型,并对比了不同类型储层 的特性变化。此外,采用气体地球化学、沉积物有机地球化学、地质微生物组学、地震 地质综合解释等多学科融合的方法,探讨了其烃类气体的来源和成因机制,首次通过对 水合物钻孔的释光年代学研究,揭示天然气水合物储层的沉积时间。

“南海北部天然气水合物储层沉积特征与运聚体系”栏目共有5篇文章。以南海北部海底观测、岩心、测井、地震及测试分析资料为基础,讲述了南海北部渗漏型天然气水合物成藏系统的发育特征及其形成演化规律,同时,梳理了不同赋存形态与富集程度 的天然气水合物地球物理异常响应及主控因素差异,综述了水合物在不同孔径多孔介质 中的相平衡变化,全面分析了孔径、粒度以及表面润湿性对天然气水合物相平衡的具体 影响,系统总结了渗漏型水合物成藏系统发育的地貌、地质、地球物理与地球化学方面 的识别标志。此外,对全球海域大量天然气水合物发育区进行了再解释,分析了流体运 移通道、海底甲烷渗漏与天然气水合物系统三者间的关系。这不仅对于指导高富集天然 气水合物藏勘探具有重要意义,还对认识动态天然气水合物系统的成藏和分解过程、评 价相关的环境和气候影响也具有一定的指导作用。

“南海北部天然气水合物储层精细评价及实验模拟技术”栏目共有4篇文章。通过 开展实验和数值模拟等方法,评估了以双水平井形式对开采井外储层进行压裂时开采冻土区水合物沉积物的生产潜能,探究了南海神狐海域泥质粉砂天然气水合物藏启动压力 梯度对产能及开采过程中储层压力、温度、各相饱和度分布演化规律的影响并探索了开 采井管水合物二次生成效应及其对含水合物沉积物孔隙压力、温度、产气、变形等参数 的影响;还分析了不同分解压力下L-Met浓度对CO₂水合物稳定性的影响。这不仅为开采工作提供了一定的支持,同时也增加了对天然气水合物储层的深入认识。

“南海北部天然气水合物设备研制与工程开发”栏目共有1篇文章,主要阐述了天 然气水合物工程地质学的提出过程,并结合国内外研究进展,论述了海洋天然气水合物工程地质学的基本学科构架、核心研究任务和主要研究手段,为海洋天然气水合物系统 的地质、工程安全承载力的评估以及为海洋天然气水合物勘探开发提供决策支撑。在实 现海洋天然气水合物地质、环境、工程一体化可持续发展方面具有一定理论意义。

本专辑所反映的研究进展是国家级或省部级项目支持下相关研究人员辛勤努力的成 果,也感谢所有审稿专家提出的中肯建议和修改意见,感谢编辑部同志在本专辑出版中 付出的辛勤劳动。希望本专辑能够为南海北部天然气水合物勘查开发及其下一步天然气 水合物商业化开发提供基础理论支撑。

“化学地球”是一种化学属性的“数字地球”,是将元素周期表上所有天然元素分布和循环绘制在地球上,服务于全球可持续发展。联合国将2019年定为“国际化学元素周期表年”;联合国大会表示:“化学元素周期表是现代科学领域最重要和最具影响力的成果之一,不仅反映了化学的本质,也反映了物理学、生物学和其他基础科学的本质。”作为基础科学的地球化学,核心是研究化学元素周期表中所有元素在地球上的分布和循环规律,为矿产发现、全球变化、环境风险、生命健康和耕地保护等提供基础数据。自2008年“化学地球”概念(王学求等,2020)提出以来,通过“‘化学地球’大科学计划”的实施已经取得覆盖全球三分之一陆地地球化学基准数据、特提斯成矿带和中亚成矿带大部分区段1∶100万 1∶500万地球化学数据,老挝等12个国家350万平方千米1∶100万地球化学数据。这些第一手高质量数据对研究元素分布规律,开展找矿潜力评价具有重要意义。在《地学前缘》编辑部的大力支持下和有关科研人员努力下,本专辑“化学地球:全球战略资源地球化学调查评价”收录22篇论文,全部以第一手数据为基础,集中反映了全球战略资源地球化学调查评价部分成果。专辑划分为6个栏目:“‘化学地球’大科学计划”“战略资源地球化学评价理论”“特提斯成矿带战略资源地球化学调查评价”“环太平洋成矿带战略资源地球化学调查评价”“中亚成矿带战略资源地球化学调查评价”“地球化学信息化与智能化数据分析”。

“‘化学地球’大科学计划栏目”栏目收录1篇文章,作为专辑开篇文章《“化学地球”大科学计划:全球关键元素分布与循环》首次对这一计划提出背景、科学目标、研究内容、运行机制和主要成果进行了全面介绍(王学求,2025)。编制了第一张覆盖全球陆地面积1/3的全球地球化学基准图,初步揭示了全球关键元素分布规律;发现一批金、铜、稀土和锂等超常富集区,据此发现云南红河州超大规模离子吸附型中重稀土矿;全球8个有毒重金属元素分布显示,欧洲超过风险限值的面积最大,我国7大粮食主产区,耕地环境质量总体安全;中国地球化学观测网三轮观测数据显示,镉、汞、砷和钙4个元素在过去30年发生显著变化,汞可能主要以纳米辰砂矿物参与全球循环;发现全球土壤无机碳占土壤总碳库的50%。“化学地球”大数据有效地服务了政府决策和社会公众。

“战略资源地球化学评价理论”栏目收录了4篇文章,聚焦关键元素超常富集与战略资源地球化学评价理论。《关键元素超常富集与战略资源效应》(王学求等,2025),阐述了元素超常富集区是形成大型以上矿床的必要条件,给出了超常富集区可以用成矿富集系数(m.a.i)、异常富集系数(a.c.i)和矿床吨位指数(t.a.i)来定量刻画。其中t.a.i是要矿床勘探以后才能确定,而m.a.i和a.c.i在矿床发现之前就能通过地球化学调查数据确定,因此这两个指数是判别未知资源潜力的重要标志。针对我国紧缺的镍矿和钴矿找矿难题,刘东盛等(2025)首次提出低密度钴地球化学填图重现性定量评价方法,并揭示填图重现性的影响因素,从低密度地球化学填图角度定量评价中国钴矿资源潜力。李龙雪等(2025)首次给出了全国镍地球化学基准值特征,镍的高值区分布(累频>85%)主要与蛇绿岩带、大火成岩省、黑色岩系区一致,镍地球化学异常中心与岩浆型镍矿耦合。柳青青等(2025)针对中国并不稀缺的战略资源硼,首次利用地球化学基准数据,对全国硼的地球化学异常特征进行总结,并对找矿远景区进行了预测。

“特提斯成矿带战略资源地球化学调查评价”栏目收录了7篇文章,涉及老挝、巴基斯坦、塔吉克斯坦和摩洛哥4个国家,全部以第一手地球化学调查数据为基础,聚焦特提斯成矿带优势矿种金、铜、铅锌、锂铍地球化学特征与成矿潜力分析。老挝处于特提斯成矿域南东段,具有丰富的矿产资源,但缺少全国性地球化学调查数据,整体资源潜力不明,首次利用老挝全国1∶100万地球化学填图数据,结合元素组合空间分布、地质背景、区域构造以及矿产分布因素条件,圈定9处铜矿成矿远景区(张必敏等,2025),7处金成矿远景区(王玮等,2025),对指导今后老挝全国铜、金矿评价和找矿靶区优选具有重要应用价值。巴基斯坦位于特提斯东段,具有巨大找矿潜力,3篇文章集中阐述了巴基斯坦铜、铅、锌、锂、铍等关键元素空间分布规律,对成矿潜力做了预测分析,并有新的发现。通过地球化学调查,利用Cu、Mo、Au、Ag为主要指示元素,圈定了4处斑岩型铜矿找矿预测区,预测区中已发现有大型超大型斑岩铜矿(张晶等,2025);圈定铅地球化学异常18处和锌地球化学异常24处,并优选出铅锌矿找矿预测区9处,划分出3个主要成矿系列,提出巴基斯坦中南部胡兹达尔 贝拉地区和奎达地区具有寻找沉积岩容矿有关的SEDEX和MVT型铅锌矿较大潜力的新认识,为探讨特提斯巨型铅锌成矿带是否从中国延伸至巴基斯坦到伊朗提供新的约束(张辉善等,2025a);巴基斯坦拥有优越的锂、铍成矿条件,但由于地质工作程度偏低,目前锂、铍金属资源潜力不明,地球化学调查共圈定18个锂地球化学异常和12个铍地球化学异常,并优选找矿远景区,指出喀喇昆仑地体是寻找伟晶岩型锂、铍矿床最有利地区,查盖岩浆弧东作为盐湖卤水型锂矿的找矿远景区(洪俊等,2025)。塔吉克斯坦帕米尔地区位于青藏高原和伊朗高原之间,是特提斯域的重要组成部分,其找矿潜力备受关注,地球化学调查在帕米尔发现与VMS型铜铅锌矿有关的元素组合,并经异常查证发现6条铁铜多金属矿化体,提出古特提斯阶段二叠纪地层内具有寻找VMS块状硫化物矿床的前景(张辉善等,2025b)。位于特提斯成矿域西端的摩洛哥,成矿地质条件优越,已发现大量MVT型铅锌矿床(点),通过摩洛哥大阿特拉斯构造带东段地球化学调查,共圈定73个铅地球化学异常和68个锌地球化学异常,结合区域地质背景和成矿条件分析,进一步圈定了9处铅锌矿找矿远景区,提出该区具有寻找MVT型铅锌矿的潜力(吴发富等,2025)。

“环太平洋成矿带战略资源地球化学调查评价”栏目收录了5篇文章,涉及巴布亚新几内亚、秘鲁和墨西哥3个国家,镍、铜、金3个矿种。环太平洋成矿域发生以铜、金等矿产为主的大规模成矿作用。巴布亚新几内亚位于太平洋板块和印度 澳大利亚板块的汇聚边缘,发育红土型镍矿和基性 超基性侵入岩型镍矿两种类型镍矿,其中红土型镍矿是关注的主要找矿类型。但一直缺少镍元素地球化学数据,此次地球化学填图圈定8处镍异常,均具有寻找红土型镍矿的潜力,可作为下一阶段巴新镍矿找矿依据(赵宇浩等,2025)。巴布亚新几内亚地球化学填图圈定8处金异常,均具有发育浅成低温热液型或斑岩型金矿的潜力(徐鸣等,2025)。秘鲁位于南美洲西岸,作为环太平洋成矿域东带的安第斯成矿带的重要组成部分,矿产资源丰富,铜矿资源储量和产量位居世界第二。秘鲁铜元素空间分布显示,整体呈现出西高东低趋势,西部沿海带和中部安第斯山区含量较高,东部亚马孙平原区含量较低的特征,圈定出5处铜地球化学块体,这些巨大的地球化学块体可用于未来寻找铜矿集区或大型、超大型铜矿床(胡庆海等,2025)。墨西哥属于该成矿域东带的北科迪勒拉成矿带,墨西哥铜的地球化学图显示,铜元素分布不均,总体呈南高北低,西高东低的格局,共圈定铜地球化学异常11处,根据铜地球化学信息与已有矿床的套合情况,提出墨西哥南部南马德雷山脉和恰帕斯山脉可能成为墨西哥铜的重要找矿远景区(姚春彦等,2025)。刘君安等(2025)对秘鲁中部曼塔罗盆地土壤地球化学调查,发现金元素发生强烈富集,同时发现重金属元素污染分布与曼塔罗河密切相关。

“中亚成矿带战略资源地球化学调查评价”栏目收录1篇文章,聚焦中蒙边界地区金地球化学分布特征及远景区预测。中蒙边界地区位于中亚成矿域的阿尔泰—兴蒙成矿带,成矿地质条件优越,是全球3大斑岩型铜、金、钼成矿带之一,资源潜力巨大,是国际、国内地学研究和勘查的热点地区。依托中蒙边界各延伸100千米的1∶100万地球化学填图数据,共圈定28处地球化学异常区,这些地球化学远景区为该区寻找金等贵金属矿床提供了重要选区(刘汉粮等,2025)。

“地球化学信息化建设与智能化数据分析”栏目收录4篇文章,聚焦地球化学数据采集和分析的信息化建设和智能化评价。随着信息技术和人工智能技术的迅猛发展,地球化学调查从数据采集到数据分析正加速向智能化方向转型。因此,实现地球化学野外样品采集全流程的信息化已成为必然趋势。通过充分利用通信技术、移动GIS技术、可视化技术和软件技术,开发了能够强力支撑地球化学勘查工作全流程的信息化软件(周怡宁等,2025)。自2010年以来,机器学习/深度学习已广泛应用于识别地球化学异常分析。陈永清等(2025)建立一种将线性方法与非线性方法相结合的混合方法,以胶东半岛金矿集区为研究对象,圈定找矿靶区及进行成矿潜力分析。郑澳月等(2025)基于云南腾冲1∶20万区域化探数据,应用主成分分析建立不同矿化和有利成矿地质背景的成矿元素组,然后应用奇异值分解(SVD)分别从其成矿元素组提取了Sn多金属和Pb-Zn多金属成矿组的异常分量,圈定研究区锡和铅锌多金属矿化的找矿靶区,并估算其资源量。相信随着数据的积累和人工智能技术的发展,地球化学大数据智能化挖掘将在找矿预测中发挥重要作用。

感谢所有作者把第一手数据成果奉献给本专辑!感谢所有审稿专家的认真审阅和提出的宝贵意见!感谢编辑部全体工作人员的精心校对和辛勤工作!　

碳中和、碳达峰需要能源供给领域的重大系统变革，地热能作为一种清洁低碳、稳定连续的非碳基能源，可为实现这一目标提供重要保障。我国地处地中海喜马拉雅地热带和环太平洋地热带的交汇部位，地热资源储量丰富，约占全球地热资源的1/6。其中，浅层地热能资源遍布全国，大陆336个主要城市浅层地热能年可开采资源量折合7亿吨标准煤；中深层地热资源主要集中在华北平原、江淮平原、松辽盆地等地区，以水热型地热资源为主，资源量折合1.25万亿吨标准煤，年可采量折合标准煤19亿吨；大陆3 000~10 000 m深处干热岩资源总计相当于856万亿吨标准煤，以其2%作为可开采资源量计，约为当前全国能源总消耗量的3 000倍。巨大的地热能源储备为推动我国能源变革、践行绿色发展之路、实现“双碳”目标提供了新的选择。近年来，为推动我国地热可再生能源的科学开发利用，地热领域开展了大量的科学理论探索和关键技术研究，在地热赋存基础理论、地热探采技术、地热开发利用技术等方面形成了一系列阶段性成果。在《地学前缘》编辑部的大力支持下，围绕当前研究热点理论、探采技术，从“地热赋存基础理论、地热探测技术、地热开发利用技术”三个方面征集了18篇论文，组成“面向碳中和的地热探采新理论、新技术、新方法”专辑，旨在为我国不同地区地热资源勘查开发等提供参考和借鉴，深入推进我国地热产业高质量发展及地热新能源利用进程。

“地热赋存基础理论”栏目收录7篇文章，聚焦地热系统形成核心科学问题——壳幔尺度热源配分、聚集及地热系统成因机制。不同的构造背景下，壳幔尺度的热源配分构成了地热系统的基础热源，而浅部构造作用则控制了地表热流聚集及流体循环过程，二者的协同作用实现了地下热能的传输、储存和利用，形成了地热系统。《我国陆区热状态及控热要素》（王贵玲等，2024a）从不同尺度分析了我国陆区及重点地热区热状态及地温场特征，提出了我国陆区地热背景划分新方案，解析了青藏高原东北部、腾冲地区、东南沿海、华北地区等地区的高地热异常成因机制及控热因素，建立了较为普遍适用的区域控热要素体系，为我国不同地区地热资源勘查及热源条件分析提供了科学依据。《我国陆区大地热流测量新进展与新认识》(刘峰等，2024)基于近年来开展的大地热流测量工作，新增大地热流数据352组，其中实测260组，整理筛选已发表未汇编热流数据92组，在空间上有效填补了西南、西北、东北地区的大片测点空白，加深了对全国及各区域地热背景的认识，为区域地热基础研究及资源勘查提供更好的支撑。《华北中东部高温地热成因机制》（康凤新等，2024a）基于近年来在河北马头营、山西天镇、山东东营等地取得的高温地热勘查突破，分析了华北地区区域壳幔结构以及壳幔热物质上涌、莫霍面上隆等深部地质过程对地壳浅部高温异常的影响过程与作用方式，探索了典型地段高温地热资源成因机制及其对华北中东部高温地热勘查研究的示范意义。《华北古潜山优势传热机制研究：以雄安新区为例》（王贵玲等，2024b）针对华北古潜山热储控热机制多元、传热过程复杂等特点，基于近年来在雄安新区施工的地热勘探井资料，提出了华北古潜山优势流传热理论，认为古潜山热储的热源主要来自于深部幔源传热，而壳源热流占比低于30 mW/m²，华北克拉通破坏后地幔热对流增强，随着岩石圈拉张减薄，形成了由深到浅的热优势流。《山东省地热资源赋存规律及其富集机制》（康凤新等，2024b）基于地热井测温、大地热流测量、地热资源勘查、钻获地热井及抽水试验和长期动态监测资料，圈定了控热、导水地质构造，将山东省地热资源划分为鲁东隆起、沂沭断裂带、鲁西隆起和鲁西北坳陷4个地热区，分别论述了各地热区地热系统的热储类型、开放程度、热源、水源及水流热流富集构造赋存位置,为山东地区找热定井提供了靶区定位依据。《华北平原蓟县系雾迷山组碳酸盐岩热储岩体原位环境下力学特性研究》（周伟等，2024）针对碳酸盐岩在热储层高温高压原位环境下的物理力学特性不清楚的问题，以华北蓟县系雾迷山组碳酸盐岩热储层岩石为研究对象，分析了高温高压下碳酸盐岩力学特性演化规律与温度作用机理，提出温度对碳酸盐岩力学特性的作用机理主要以热膨胀导致矿物颗粒间微裂缝压密为主，该成果可为华北平原碳酸盐岩热储层的井壁稳定性分析提供基础理论与认识。《典型高温地热系统水热循环及锂同位素分馏过程模拟研究》（石鸿蕾等，2024）则聚焦于多场耦合相互作用对水热循环过程及地热流体化学成分的影响，以西藏羊八井地热田为例，再现了羊八井地热系统的水热循环过程以及水岩反应过程中的锂同位素分馏过程，讨论了主要的参数对热能聚敛效果的影响，该成果有助于进一步认识典型高温地热系统的成因机制模式。

“地热探测技术”专栏收录3篇文章，主要介绍地热探测相关的地球化学、地热钻探等领域的新技术、新方法。近年来，我国在青海共和盆地、冀东马头营等地相继探获高温干热岩体，后续开展的干热岩科学钻探、储层激发等技术攻关在高温硬岩钻进、地应力探测等方面取得了长足的进展。《高温硬岩受控钻进新技术、新方法及应用》（翁炜等，2024）分析了我国高温硬岩井钻进面临的技术难点，总结了技术需求，对钻进新方法、技术特性和示范应用情况进行了介绍，并立足国内既有装备基础，提出以高速强保径牙轮钻头、耐高温单弯螺杆钻具、耐高温MWD组合，配合耐高温钻井液、地面钻井液强制冷却系统与分段循环降温技术，可实现高温硬岩高效、安全、受控钻探。《青海共和盆地干热岩地应力测量及其对储层压裂改造的意义》（张重远等，2024）以我国青海共和干热岩试采工程为例，基于滞弹性应变恢复法（ASR）和成像测井法获得的场区详细的地应力数据，讨论了地应力状态对干热岩储层开发的影响，评价了现今应力状态下储层压裂改造的效果，可为我国未来的干热岩地应力测量及其在开发评价中的应用提供参考。另外，作为一种传统的水文地球化学方法，水化学地温计为水热型地热系统研究提供了便捷的手段，但是目前普遍存在不考虑前提条件、不同地温计使用不规范等问题。《传统水化学地热温度计的适用性分析》（李洁祥等，2024）对目前国际上通用的水化学地温计展开了全面的分析，厘清了不同温度计的局限性和有效性，明确提出了地热水水岩平衡状态的分析是选取水化学地热温度计的前提条件，并提出了沉积盆地型地热系统不建议使用水化学地热温度计直接来估算地热水平衡温度的观点，这对于规范地温计的使用具有重要的意义，并且可为今后相关地区合理选取水化学地温计提供参考。

“地热开发利用技术”专栏收录8篇文章，主要针对浅层地热能、水热型地热资源以及干热岩开发利用技术等开展研究。浅层地热能是近年来涌现的地热开发新宠，由于其具有储量丰富、分布广泛、稳定可靠等优点，其装机容量迅速跃居世界首位，显示出巨大的开发潜力，但其开发除与地质条件密切相关外，还受城市规划等影响。《基于管控单元的城市尺度浅层地热能开发控制因素及指引导则：以雄安新区起步区为例》（王婉丽等，2024）以雄安新区起步区控制性规划为基础，通过综述城市尺度浅层地热能开发利用的主要控制因素，对雄安新区起步区已规划的30个管控单元进行了单要素分析，制定了开发指引导则，为雄安新区浅层地热能利用提供了支撑，也为城市尺度下浅层地热能资源的规范性评价提供了参考依据。我国推动水热型地热资源的规模化开发已有近三十年的历史，但依旧受地热勘查程度低、地热尾水回灌困难等问题的制约，地热发电装机容量也多年止步不前。《青藏高原东北部温泉分布及水文地球化学特征》（刘玲霞等，2024）针对地热研究程度较低的青藏高原东北部地区，依据主要控热活动断裂将该区划分为11个温泉集中区，利用水文地球化学和同位素分析手段对温泉的分布特征及成因进行了研究，提出了岩性、断裂构造对区域温泉出露特征的控制作用及其对热源机制的影响，可为后期该地区地热资源勘查开发提供参考依据。《砂岩热储回灌关键技术攻关方向探讨》（赵侃等，2024）在分析总结天津、山东、陕西等地砂岩热储回灌实验测试、野外试验和生产性回灌数据及相关研究成果的基础上，提出砂岩热储粒径小、胶结类型多变、孔道迂曲度大、固结程度差、泥质含量高等因素是保持其回灌能力的主要障碍，未来技术攻关方向应精确识别砂岩热储特征，扩大成井井径，减小近井地带的回灌流速，降低回灌流体的沿程摩阻力（压耗）。另外，地热单井原位取热技术也为地热回灌困难地区的工作提供了新的手段。《地热单井原位换热取热技术研究现状及展望》（戴传山等，2024）对地热单井换热取热技术的研究与应用现状进行简要综述,重点总结了国内外有关中深层“取热不取水”地热单井换热取热技术的研究现状，分析了不同单井强化取热技术的基本原理与不足，强调“因地制宜”实现单井原位取热技术的重要性，提出中深层地热单井循环取热技术可有效解决我国北方地区建筑的冬季供热问题。针对传统地热发电技术发电系统腐蚀、结垢及容易造成工质泄露等问题，《面向中低温地热资源的模块化热伏发电系统设计及性能分析》（龙西亭等，2024）提出了一种镜像布置的可模块化组装紧凑式热伏发电机设计方案，据此设计研制了热伏发电样机并进行了测试，未来具备大规模推广应用的价值。干热岩有望未来成为全球重要战略资源，我国虽然开展干热岩开发相关研究较晚，但近年来在人工造储、诱发地震等方面取得了重要进展。《马头营深层干热岩人工造储裂缝扩展机理研究与应用》（齐晓飞等，2024）以唐山马头营两井连通系统的水力压裂人工造储为案例，从岩矿和力学特征出发，开展了裂缝扩展机理、工程方案优化设计和裂缝网络分析与评价，现场验证了多体系小型压裂测试工艺、多阶段逐级提排量主压裂工艺，多方案转向压裂工艺的有效性，为我国干热岩水力压裂人工造储提供了宝贵经验。《二氧化碳基增强型地热系统储层换热研究现状及展望》（蒋政等，2024）则从EGS裂隙储层模型、CO₂的物理性质以及CO₂在储层裂隙中的流动与传热特性三个方面，总结了CO₂-EGS储层换热技术的研究进展，并针对我国典型地热场地的实际应用提出了建议，为我国干热岩资源开发提出了新的工质选择。针对诱发地震这一干热岩开发面临的主要问题，《干热岩开发断层滑动及诱发地震风险研究：以唐山马头营干热岩场地为例》（上官拴通等，2024）选取马头营干热岩场地，采用断层滑动趋势评估了场地干热岩开发过程中断层稳定性，同时依据扰动体积估算了注入可能诱发的最大震级，并优选出两种适用于马头营场地的地震矩计算模型，为干热岩安全规模化开发提供了技术支撑。 本专辑以地热资源科学探采为主线，研究内容涵盖了地热资源勘查开发利用的多个方面，包括地热系统赋存基础理论、地热资源探测关键技术、地热资源开发技术。在对象上，涵盖了浅层地热能、水热型地热资源、干热岩三种类型的地热资源；在学科上，从壳幔尺度生热聚热机制的理论地热学到热田尺度地热探采的应用地热学；在空间上，从面向全国到聚焦青藏高原、华北平原、雄安新区等我国主要地热开发区；在手段上，涉及地球物理、地球化学、地热钻探等多个方向。希望本专辑能够进一步拓宽广大读者视野，为广大地热工作者提供新的新的思路和启示，加快推动我国地热学科发展及地热新能源规模化、科学化开发利用。

感谢所有作者、审稿专家及编辑部全部工作人员在本专辑出版过程中的辛苦付出！

当前，随着我国经济的高速发展和能源消费的快速增长，对石油和天然气进口量和对外依存度逐年攀升，国家能源安全形势面临挑战，能源问题成了我国急需面对的战略问题。面对我国的油气资源短缺和节能减排与环境保护的双重需求，急需增加开发新型能源的比例，满足不断扩大的社会需要和面对国际天然气价格的不断上涨。因此，对可以作为常规油气资源的重要补充和接替的非常规页岩油气、致密油气和煤层气资源的高效开发利用至关重要。

近年来，北美页岩油气、致密油气的勘探与开发获得的巨大成功，改变了世界能源格局，使得全球已进入了非常规油气开发快速发展时代，并在全世界掀起了对非常规油气资源勘探开采的高潮。现已引起了国内外专家学者和石油公司或其他企业对非常规油气资源勘探开发的高度重视。目前我国在重庆市涪陵区焦石坝发现的大型页岩气田、准噶尔盆地玛湖凹陷和吉木萨尔凹陷及松辽盆地古龙凹陷的页岩油国家级示范区、四川盆地川西坳陷致密砂岩气田、鄂尔多斯致密砂岩油气田、塔里木盆地顺北地区和富满地区超深层特深层奥陶系海相碳酸盐岩油气田等勘探开发获得的巨大成功，亦证实了我国非常规油气资源丰富、类型多、分布广泛，勘探开发潜力较大，将成为我国未来油气“增储上产”的重要新领域。

国内外油气勘探与开发实践表明：天然裂缝网络系统发育是致密储层油气富集高产与稳产的关键，宏观裂缝控制高产，微裂缝控制稳产。天然裂缝不仅是油气的主要储集空间和运移的有效渗滤通道，而且对储层的压裂改造和油藏工程方案优化设计有重要影响。特别是对于页岩、致密砂岩、碳酸盐岩、火山岩、变质岩、煤层等特低渗致密油气储层来说，当其发育有足够的天然裂缝或岩石经压裂改造后可以产生大量裂缝系统时，这些致密储层则完全可以成为有效的油气储集层或储集体。其中，天然裂缝发育可以有效改善致密储层的渗透性，裂缝发育程度与油气的产能大小密切相关，裂缝发育程度直接影响着非常规油气藏的品质和开采效益。一是裂缝较发育的气藏，其品质较好；二是天然裂缝系统发育程度直接影响页岩气开采效益，裂缝或微裂缝愈发育，油气藏富集程度愈高。油气产量的高低与储层岩石内部微裂缝发育程度有关。裂缝的密度及其走向的分散性是控制非常规油气藏产能的主要地质因素，裂缝条数越多，走向越分散，油气产量越高。即油气产能在许多情况下与裂缝的发育程度呈正相关关系，表现为储层裂缝越发育，其含油气量越大，产量就越高，裂缝发育带内的油气勘探成功率也越高。非常规油气资源的可采储量最终取决于储层内的裂缝产状、密度、组合特征和张开程度。因此，那些拥有较高渗透能力或具有可改造条件的致密储层裂缝发育带是非常规油气藏勘探的首选目标（甜点）。

由此可见，全面客观地精细表征致密储层中不同尺度的天然裂缝发育特征与空间分布规律，一直是国内外非常规油气勘探与开发领域中所关注的核心内容。目前，致密储层裂缝研究的主要内容包括不同尺度不同类型裂缝的综合识别、不同尺度裂缝发育层段特征参数的定量表征、裂缝形成机理与活动期次、裂缝发育主控因素、裂缝定性与定量分布预测、裂缝三维地质建模、裂缝发育程度与含油气性关系及控油气模式、裂缝有效性（开启性、连通性）评价及预测、天然裂缝系统对储层水力压裂改造的影响等。天然裂缝系统的研究不仅为致密油气勘探开发“甜点”评价与优选提供重要构造地质依据，而且对致密油气藏的储层压裂改造（诱导缝的形成和水力裂缝扩展的影响）和油气采收率的提高及水平井轨迹优化均具有极其重要的指导作用。

基于此，本专辑围绕当前国内外“致密储层天然裂缝表征与分布规律”研究的前沿与热点领域邀请组稿，共收录论文24篇，汇集了致密储层裂缝识别方法、裂缝发育特征与主控因素、裂缝活动期次、裂缝开启性与连通性表征、裂缝网络结构与形成演化模式、裂缝分布规律与多参数分布预测、多尺度裂缝三维地质建模、裂缝对致密储层发育和油气富集及保存的影响、储层地质力学响应及建模等方面的部分最新研究成果。其中，页岩储层裂缝研究文章9篇，致密砂岩储层裂缝研究文章6篇，碳酸盐岩储层裂缝研究文章7篇，变质岩和煤储层裂缝研究文章各1篇。希望这些致密储层裂缝表征与分布规律的基础理论与技术方法方面研究的新成果能够助力开创我国储层地质力学与地质工程一体化研究及应用领域发展的新局面。

衷心感谢所有作者、审稿专家及编辑部全部工作人员为本专辑的出版付出的辛勤劳动和指导帮助！

土壤是保障我国可持续发展至关重要的自然资源。土壤环境安全是支撑美丽中国与生态文明建设的重要基础，是影响“住得安心、吃得放心”的重大民生问题。当前，我国土壤污染防控形势严峻，农田土壤污染面广量大，流域性或区域性土壤污染态势凸显，镉米、镉麦等农产品重金属超标现象严重；工业企业、遗弃场地、固体废物集中填埋场、工业园区及周边场地土壤均存在较严重的重金属与有机污染，形成了不同类型的污染场地，污染地块数量众多，导致环境危害事件频发。土壤污染严重威胁我国粮食安全、生态环境安全和公众健康，土壤生态环境安全问题已成为中国可持续发展的制约因素。党中央、国务院高度重视土壤环境保护工作，党的十八大报告明确提出，把生态文明建设提到首要位置，确保我国耕地数量与质量；党的十九大报告明确指出要坚决打好土壤污染防治攻坚战，着力解决突出的环境问题，强化土壤污染管控与修复。因此，全局性、前瞻性地开展我国土壤污染防治科技发展战略研究，厘清土壤污染防治科技发展思路和目标，是新时期生态文明建设的重要内容，能为我国经济社会绿色、可持续发展提供强有力的科技保障。

土壤污染具有多来源、迁移多途径、过程多因素及时空分异的环境演化特征。土壤不仅是大气和水体污染最终承载体（汇），土壤污染物也是大气和水体的污染源，因此，土壤污染控制更有复杂性和艰巨性。尽管我国土壤污染治理的生态与健康效应日显明显，但长期以来土壤污染没有得到应有的重视。土壤环境基准是土壤污染源头预防与污染治理的前提和基础，是土壤环境保护研究的前沿领域，涉及环境化学、环境毒理学、生物学和环境风险评估等多学科交叉与基础性科学问题，了解和解决所涉及的这些科学问题是土壤环境基准研究的前提和关键。我国土壤类型多样，环境介质复杂多样，土壤环境基准基础研究相对薄弱，土壤环境标准的科学性一直存在较大不确定性，土壤环境基准研究的滞后已成为制约我国土壤污染防治与土壤环境风险管理的瓶颈。科学的土壤环境基准是制定土壤环境质量标准的基础，是杜绝土壤环境“过保护”和“欠保护”现象发生的前提，也是土壤环境质量与环境风险评价、土壤环境管理和相关政策法规制订的重要依据，对国家环境安全和社会经济可持续发展有重要的战略意义。科学的土壤环境标准的制定和严格实施，在一定程度上反映了一个国家的科技发展水平和法制健全状况，国际社会已将环境基准的研究作为反映国家环境科学技术水平的标志之一。

基于此，本专辑围绕当前国内外场地土壤与农田土壤污染控制与土壤环境基准研究的前沿与热点领域来组稿，共收录论文19篇，汇集了土壤污染分类分级控制、土壤污染过程、土壤污染风险评价、土壤污染修复与土壤环境基准等方面的若干最新研究成果。其中，6篇论文是针对场地土壤污染调查与分析、污染土壤分级与分类控制、重金属尾矿释放规律及有机污染土壤微生物修复研究的；7篇论文有关农田土壤中重金属污染迁移转化过程、有效态浸提方法、农田污染土壤风险评价及污染土壤修复治理效果评价方面的研究；针对土壤环境基准研究的论文共有6篇，分别围绕场地土壤环境基准研究国内外进展、基于生态风险的场地土壤有机污染物环境基准制订方法、农田土壤重金属环境质量基准推导研究等方面来介绍。本专辑相关论文的发表，为我国土壤污染控制与土壤环境质量基准研究，包括污染土壤风险评价、污染土壤修复、基于生态风险与健康风险及农产品质量安全的土壤环境质量基准研究等提供参考和借鉴。土壤污染控制与风险管控除了亟需加强开展上述基础研究外，还要大力开展土壤与生态环境保护的宣传与科普工作，让唯有“净土”才能“洁食”成为全社会的普识，让全社会意识到“净土”与“蓝天、碧水”是同等重要的国家生态与环境安全发展的长远战略。

感谢所有作者、审稿专家及编辑部全部工作人员在本专辑出版过程中的辛苦付出！

地球科学作为自然科学六大门类之一,不仅探索地球起源、演化和发展趋势,而且为人类认识、利用和改造自然提供科学知识、认知途径和研究方法。随着科学技术的不断进步和人类社会重大需求的日益增长,当前地球科学已进入地球系统科学研究的新阶段,成为指导人类社会可持续发展的科学基础。地球系统科学是以固体地球层圈及其外部生物圈、水圈和大气圈为研究对象,研究各层圈发生、发展及其相互作用过程与机理,探索“宜居地球”形成演化以及地球环境生命协同演化等重大科学前沿,为解决人类生存与可持续发展中的资源供给、环境保护、地质灾害防治等重大问题提供科学依据与技术支撑。在地球系统演化过程中,深部地质过程控制着浅表构造地貌,驱动着气候环境变化,进而诱发生物多样性演变,从而深刻影响着“宜居地球”的发生与发展。深部地质过程及其动力学不仅决定着地球早期大陆的形成和克拉通化,而且始终控制着地球表面大洋和大陆、造山带和盆地等构造单元的耦合演变,并由于地球系统演变过程中的物质和能量交换,形成了大量的资源能源;同时,深部地质过程控制着浅表构造地貌,进而驱动着地球系统的气候环境变化,不仅控制着盆地沉积充填和化石能源富集成藏,而且决定了地球系统外部层圈形成演化和相互作用,尤其是控制着环境和生物的协同演变;进入人类世以来,地球过程和人类活动共同作用诱发自然系统功能失调,导致气候变化、环境污染、水资源短缺、生物多样性减少等一系列事件,加之日益活跃的人类活动和高速发展的经济社会,使得化石燃料和可利用土地不断枯竭。面向国际地球科学前沿,立足“宜居地球”和人类社会可持续发展,未来的地球科学研究,亟待以地球系统科学思想为指导,聚焦“深部地质过程浅表构造地貌气候环境变化生物多样性演变”,不仅研究固体地球深部和浅部物理化学过程,而且重视地质过程中的资源能源形成及气候效应及其诱发的生态系统变化和人地关系等地球宜居性问题。遵循地球系统科学思想,本专辑共34篇文章,分6个栏目,分别为“地球动力学与深部过程”、“华北克拉通演化及其效应”、“青藏高原结构构造及成矿效应”、“陆内成矿作用与成矿系统”、“沉积盆地分析与多种能源勘探”和“环境变化与生物圈层相互作用”。

“地球动力学与深部过程”栏目收录5篇文章,主要瞄准地球系统科学的核心科学问题———固体地球深部过程和动力学及其定量表述和模拟方法。《洋中脊动力学与俯冲带地震岩浆成矿事件远程效应》(成秋明等,2024)瞄准洋中脊动力学、板块俯冲带和大陆岩浆弧的深部过程及其与极端地质事件之间的密切关系,从分析洋中脊性质、地质结构和地质过程入手,讨论新生洋壳的差异型如何影响深部岩石圈部分熔融、俯冲带岩浆活动以及俯冲过程中的地震、火山、成矿等事件的聚集分布规律。《大地幔楔的两个深部碳循环圈:差异及宜居效应》(李曙光等,2024)聚焦板块俯冲过程与深部碳循环前沿问题,总结评述了西太平洋板块深俯冲、晚白垩世和新生代东亚地幔过渡带岩浆记录及其深部碳循环圈的证据,探讨了大地幔楔板内碳循环圈与岛弧系统碳循环圈的差异及其对显生宙大气氧含量保持稳定及温室效应周期性变化的影响。《大陆下地壳》(张艳斌等,2024) 聚焦壳幔相互作用最活跃的大陆下地壳,分析了下地壳的类型、转换过程及其底垫、拆沉、深熔、高级变质等作用,强调其在壳幔相互作用及其动力学研究中的重要地位。《元地球与数字孪生:思想突破、技术变革与范式转换》 (李三忠等,2024)基于深时数字地球的科学理念,介绍了元地球与数字地球、虚拟地球、玻璃地球、智慧地球的区别,创新性提出元地球理念,倡议构建跨越地球各圈层的实时、全天候、立体观测感知和模拟系统,开启人类认识、探测和开发地球的全新技术。《基于DEW 模型的地球深部流体组成与水岩相互作用计算方法综述》 (兰春元等,2024)瞄准地球层圈相互作用及地球动力学过程中深部流体组成和水岩相互作用,系统介绍了Deep Earth Water(DEW)模型计算深部流体和水岩相互作用的基本原理及其应用软件(FluidsLab)以及软件应用案例与研究现状,为定量表征深部流体和水岩相互作用提供了新的技术方法。

“华北克拉通演化及其效应”栏目收录5篇文章,主要围绕早期大陆的形成演化和克拉通化、后期的构造改造及其动力学。25亿年前的克拉通化是地球演化历史上史无前例的构造事件,它不仅形成稳定大陆,而且分异出固体地球的层圈结构,并开始出现板块构造及其诱发的一系列地质、环境和生命演化事件。华北克拉通是全球最复杂的克拉通,不仅经历了新太古代晚期的克拉通化、古元古代多陆块俯冲碰撞,而且遭受了强烈的中生代克拉通破坏以及晚中生代—新生代太平洋板块俯冲影响。中生代的构造过程深刻地控制和影响着中国东部盆地的沉积充填和化石能源的富集成藏。《华北克拉通新太古代晚期岩浆作用:对构造体制和克拉通化的启示》(万渝生等,2024)系统总结了华北克拉通新太古代晚期(主要为2.55~2.5 Ga期间)岩浆岩的锆石年龄分布模式、地球化学和Nd-Hf-O同位素组成特征,证明中太古代晚期—新太古代早期是华北克拉通陆壳增生最重要时期,并于新太古代晚期完成初始克拉通化,启动了类似于现代板块运动的构造体制,形成了规模巨大的BIF(条带状铁建造)。《冀北红旗营杂岩多期变质作用:古元古代俯冲/碰撞—晚古生代伸展—早中生代挤压的记录》(魏春景等,2024)瞄准华北克拉通多陆块拼合及其后期复杂改造过程,总结了近年来对红旗营杂岩变质作用和年代学研究进展,阐明其多期变质作用特征和大地构造属性,揭示出红旗营杂岩5期变质作用,分别记录了古元古代碰撞俯冲碰撞、晚古生代伸展和早中生代挤压的复杂构造过程。《条带状铁建造消失之谜:铁硅互层机制研究进展与展望》(王瑞敏、沈冰,2024)概括介绍了BIF的地质特征,深入论述了BIF中富铁富硅层的沉积模式,并从Fe(II)的来源差异、Fe(II)的氧化差异和Fe(III)的保存差异三方面全面综述了BIF “铁硅互层”机制的研究进展,对BIF的成因机制所承载的前寒武纪铁硅生物地球化学循环、早期地球演化过程、早期生命信息等方面提出展望。《内蒙古大青山盘羊山晚中生代早新生代构造事件及其对华北北缘构造演化的启示》(张进江等,2024)瞄准晚中生带华北克拉通破坏的动力机制,以位于华北克拉通北缘中段的大青山和盘羊山为解剖区,系统总结了有关大青山和盘羊山主要构造的几何学、运动学和年代学成果,结合蒙古鄂霍次克洋和太平洋板块的演化,探讨了大青山盘羊山晚中生代—新生代构造演化过程与动力学,为华北克拉通破坏的大陆动力学提供线索。《中国东部中生代上叠造山系》(任纪舜等,2024)认为在中生代古太平洋动力体系作用下,在中国东部大陆地壳之上形成了上叠造山系,其与俄罗斯东北部—锡霍特阿林—日本—琉球—中国台湾—巴拉望一带的亚洲东缘造山系同步发展,共同组成亚洲东部规模宏大的巨型中生代造山系。

“青藏高原结构构造及成矿效应”栏目收录5篇文章,主要研究青藏高原结构构造、形成演化、动力学机制及其成矿效应。《青藏高原形成演化动力机制及其远程效应》(刘德民等,2024)从青藏高原的构造地貌范围出发,划分了青藏高原内部构造单元结构,归纳总结其构造演化及热隆演化机制,综述其隆升及远程效应。《基于短周期密集台阵接收函数揭示的藏南错那洞穹窿地壳结构》(蔡蔚等,2024)利用短周期密集台阵观测,通过远震P波接收函数共转换叠加成像方法获取了错那洞穹窿区域地壳结构,认为印度欧亚板块持续碰撞使喜马拉雅东南缘岩石圈经历了地壳尺度拉伸变形,并对藏南拆离系和错那洞穹窿的成因给出了解释。《大地电磁法的应用综述:以川滇地区为例》(邓琰等,2024)以青藏高原内部物质东流、块体侧向挤出的重要通道———川滇地区为例,介绍了大地电磁法在地震孕育、火山和地热活动、成矿活动、构造与动力学以及电磁同震效应等研究方面的应用。《西藏南部极低级变质岩及其地质与资源意义》(毕先梅等,2024)基于极低级变质作用在盆地构造、中低温成矿、石油与天然气富集成藏、工程地质稳定性、环境保护等方面的重要意义,研究了西藏南部地区的极低级变质岩的分布规律、成岩作用、极低级变质低级变质作用特征,探讨其构造环境以及对石油与天然气成藏的意义。《深部过程和物质架构对大陆碰撞带Cu-REE成矿系统的控制:以冈底斯和三江碰撞带为例》(王瑞等,2024)瞄准大陆碰撞带Cu-REE成矿机制,利用近年来发表的地质、地球物理和地球化学资料,探讨了青藏高原冈底斯和三江碰撞带的深部过程和物质架构,讨论了岩石圈组成、岩浆系统演化与Cu-REE成矿的关系。

“陆内成矿作用与成矿系统”栏目收录3篇文章,主要研究华南中生代陆内成矿作用和热液成矿系统构造控矿理论。20世纪60年代以来,以板块构造理论为指导思想的洋中脊、俯冲带和陆陆碰撞带等板块边缘成矿作用得到了迅速发展,推动了矿床学和找矿勘查的大发展。然而,发生在大陆板块内部、远离活动大陆边缘的成矿作用仍然是全球性科学难题。华南大陆内部中生代成矿大爆发,成矿作用远离活动大陆边缘,形成西部金锑铅锌低温成矿省和东部钨锡多金属高温成矿省,是研究陆内成矿的理想场所。《华南中生代陆内成矿作用》(胡瑞忠等,2024)基于西部低温成矿与东部高温成矿一致的时代和类似的地球化学指纹特征,揭示出两个成矿省是具有成因联系的整体且共同构成面状展布的巨型多金属陆内成矿区,提出印支期陆内造山和燕山期软流圈上涌是两者共有的成矿驱动机制,进而建立了华南陆内成矿新理论。《右江盆地卡林型金矿成矿年代学研究进展》(高伟等,2024)梳理了近40年来右江盆地卡林型金矿成矿年代学研究取得的主要进展,揭示出215~200 Ma和155~140 Ma两期卡林型金矿成矿作用,其与华南中生代两期陆内金锑铅锌钨锡多金属成矿系统高度一致。《热液成矿系统构造控矿理论》(杨立强等,2024)提出构造是热液成矿系统的一级控矿因素,构造流体耦合成矿机理和定位规律是前沿研究命题,其关键在于:查明控矿构造格架与背景、构造变形机制与变形相序列、成矿流体性质与运移通道,恢复成矿构造应力场和应力状态,模拟水岩反应过程,反演金属沉淀机制和成矿部位,确定成矿中心和矿体空间定位。

“沉积盆地分析与多种能源勘探”栏目收录9篇文章,主要聚焦沉积盆地动力学、页岩油气、氦气、砂岩铀矿和地热等多种能源研究。随着地球系统科学的发展,沉积盆地和多种能源地质学已进入了地球圈层相互作用与资源环境协同演化研究的新时代,建立地球系统演化与沉积盆地和多种能源形成之间的内在关系,揭示全球不同地质环境中的多种能源富集规律,是当前的前沿科学问题。《沉积盆地波动过程分析:研究现状与展望》(金之钧等,2024)聚焦沉积盆地波动过程及其控油规律,概述了盆地波动过程分析的基本内涵和主要研究内容,总结了盆地波动过程对油气形成与富集的控制作用,展望了盆地波动研究的未来发展方向。《页岩储层非构造裂缝研究进展与思考》(丁文龙等,2024)针对页岩油气富集、高产、稳产关键制约因素的裂缝问题,分析了近年来国内外页岩非构造裂缝研究成果,重点梳理了非构造裂缝的分类、识别与表征、主控因素、期次及演化序列等方面的研究进展,提出页岩储层非构造裂缝研究的关键问题及未来发展趋势。《页岩含气量现场测试技术进展与发展趋势》(张金川等,2024)概括总结了页岩含气特点、含气量测试技术进展以及页岩含气量现场解析技术发展趋势。《美国典型富氦无机成因气田中氦气地质特征与聚集机制》(杨怡青等,2024)聚焦美国西南部科罗拉多高原及其附近落基山脉典型富氦无机成因气田,系统分析该气藏的地质背景、氦气成藏条件、富集规律及其与CO2 和N2 的关系,为我国氦气勘探开发提供借鉴与支持。《壳源氦气成藏主控因素及资源评价方法研究》(吴义平等,2024)针对氦气资源评价方法、资源评价参数等系列难题,概述了壳源氦气成藏主控因素,构建了基于源储同生关系的4类10种氦气资源分级分类评价方法体系,解决了氦气资源评价的技术瓶颈。《氦气地质理论认识、资源勘查评价与全产业链一体化评价关键技术》(陶士振等,2024)揭示出氦气富集受控于优质氦源、高效输导、适宜载体三大要素,揭示氦气分布于近氦源、低压区、高部位的地质规律,构建了氦气含量和稀有气体同位素准确检测技术、多尺度断裂智能识别技术和全产业链一体化评价关键技术。《砂岩型铀矿形成的新模式:来自深部有机流体的成矿作用》(刘池洋等,2024)聚焦我国最大的砂岩型铀矿矿集区———鄂尔多斯盆地北部伊盟隆起铀矿物质来源,系统分析代表性矿物铀石(形成于强还原环境)及其共生矿物的地球化学特征、矿化环境、成矿年龄,结合盆地煤系气源岩富铀特征等,提出了铀源来自深部的铀成矿新模式,拓展了盆地铀矿勘探思路和领域。《陕北靖边高铬地下水中硝酸根分布及来源》(郭华明等,2024)针对鄂尔多斯盆地北部靖边地区地下水高铬特征,测试了地下水和沉积物样品中关键地球化学组分,厘定了高浓度硝酸根的分布规律和来源,揭示高铬地下水中硝酸根对铬富集的贡献。《地热资源勘探开发技术与发展方向》(孙焕泉等,2024)强调了地热资源科学高效开发利用对保障国家能源安全、加快构建清洁低碳安全高效的能源体系的战略和现实意义,分析了我国地热资源分布特征和开发利用现状与技术,建议加强基础理论研究和原始技术创新,尽快摸清我国深层地热资源家底,攻关高温钻完井、复杂结构井、深层热储改造、井下换热、干热岩EGS工程等关键技术。

“环境变化与生物圈层相互作用”栏目收录7篇文章,主要包括近年来有关晚中生代—新生代全球气候环境变化、生物地球化学循环、微生物圈层相互作用等创新性研究成果与进展。《松辽盆地国际大陆科学钻探:白垩纪恐龙时代陆相地质记录》(王成善等,2024)概括介绍了松辽盆地国际大陆科学钻探所获得的成果:实现了研究白垩纪陆地气候与环境演变、探索大规模陆相有机质富集机理的科学目标,取得了一系列创新性研究成果,建立了松辽盆地陆相白垩系高分辨率、高精度年代地层框架,揭示了白垩纪陆地气候演变规律,构建了松辽盆地演化的新机制,加深了对温室气候的科学认识,为预测未来气候变化趋势提供了科学依据,同时,为松辽盆地油气勘探可持续发展提供了重要科学支撑,产生了显著的社会效益和重大的国际与国内影响。《松辽盆地白垩纪综合年代地层格架》(吴怀春等,2024)系统地总结了松辽盆地白垩纪大陆科学钻探岩石地层学、生物地层学、磁性地层学、同位素年代学和旋回地层学的研究成果,建立了松辽盆地白垩纪高分辨率综合年代地层格架,为理解白垩纪陆地生命环境演变及其对重大地质事件的响应提供了高精度地质年代约束。《末次间冰期全球气候瞬变模拟与平衡态模拟的对比研究》(江南萱等,2024)瞄准国内外古气候研究热点之一的末次间冰期,利用约1°水平分辨率的全球气候模式CESM(Community Earth System Model)开展末次间冰期瞬变模拟(129~124 ka)与平衡态切片(127 ka)模拟试验,量化数值试验方案对模拟的末次间冰期气候的影响,为深入认识末次间冰期气候变化及机理提供重要的科学依据。《重建南海27 Ma以来高分辨率碳酸盐补偿深度》(王家昊等,2024)综合分析大洋钻探(ODP,IODP)南海相关航次获取的14个站位20个钻孔的岩心物质数据和年龄深度模型,重建了南海古水深,绘制了27 Ma以来的南海海洋碳酸盐补偿深度(CCD)演化曲线,重点讨论了南海构造事件与气候事件作用下CCD的响应,以及演化过程中太平洋深水团与南海深部海水之间的联系。《人类世生物地球化学循环及其科学》(刘丛强等,2024)基于地球系统科学的最新进展,全面综述了人类世全球变化的特征、生物地球化学循环在地球系统各圈层演化中的作用及其变化规律,特别关注了自然资源开发利用、生产和消费模式变化等人类活动对生物地球化学循环的影响,以及由此产生的气候、生态和环境效应,提出了人类世生物地球化学研究的优先领域和方向。《小小地质微生物演绎跨圈层的相互作用》(谢树成等,2024)瞄准地球系统科学层圈相互作用,聚焦地质微生物对于地球系统过程的响应,介绍了地质微生物对火山活动、气候环境变化、动植物演化灵敏的响应能力,提出未来有望在地球系统内外层圈联动、表层系统层圈相互作用和生物圈内部相互作用3个层次上取得突破。《黏土矿物微生物相互作用机理以及在环境领域中的应用》(董海良等,2024)系统总结了前人在微生物黏土矿物相互作用方面取得的成果,揭示两者互作用的微观机理,提出黏土矿物为微生物提供保护、营养与能量,而微生物调控黏土矿物相变,指出黏土矿物微生物相互作用对于碳、氮、磷、硅等元素地球化学循环具有重要作用并在重金属污染修复、有机污染物降解、有效杀菌等环境治理中具有良好的应用潜力。

本专辑以地球系统科学为主线, 研究内容涵盖了地球系统层圈相互作用的诸多方面,包括地球系统内部壳幔相互作用、内外部层圈相互作用、外部层圈相互作用。在空间上,从地球深部地质作用过程与动力学到浅表盆山构造响应及其资源能源效应,从全球到聚焦青藏高原、东亚、南海、美国;在时间上,从太古宙克拉通到中新生代构造改造;在内容上,涵盖了地球物理、构造地质、矿床、石油与天然气地质学、古生物、古气候与古环境等方向。希望本专辑能够为广大读者提供新的思路、借鉴和启示,推动地球系统科学的深入研究和快速发展。

深层油气资源是近10年全球探明储量增长的主体,更深、更古老层系成为油气勘探的重要勘探领域。在我国碳酸盐岩油气勘探开发实践中,埋深4 500~6 000 m的地层为深层,埋深超过6 000 m的地层则为超深层。我国深层、超深层油气丰富,估算资源量达671亿吨油当量,占全国油气资源总量的34%,其资源探明程度低,是未来油气勘探开发的现实领域。以塔里木盆地为例,埋深在6 000至10 000 m的石油和天然气资源就分别约占其总量的83%和64%;并且已发现了世界陆上最深的商业开发油气田之一———顺北油气田。目前,超深井技术已全面进入8 000 m时代,2022年,中国石化在顺北油气田垂直深度超过8 000 m的井已达40余口,整体超10亿吨级资源阵地进一步落实。但是,在埋深超9 000 m的特深层,油气资源勘探开发理论认识和钻探技术还不成熟,油气勘探家们正在积极攻关探索。该领域面临着资源禀赋差异大、有效储层与目标识别难,以及超高温超高压复杂地层条件下的钻井工程、储层有效改造和油气藏高效开发等一系列理论技术难题。
国家“万人计划”马永生科学家工作室承担的国家自然科学基金中国石化企业创新发展联合基金项目“海相深层油气富集机理与关键工程技术基础研究(编号U19B6003)”中,专设“海相深层碳酸盐岩层系油气成藏机理与开发方法”课题,3年来,结合深层超深层海相碳酸盐岩勘探开发中的实际问题,开展成烃、成储、成藏、油气富集和油气藏开发等机理研究,形成了阶段性新认识,本次特择取课题部分基础理论和技术研究新进展,以飨读者。
本专辑共27篇文章,分4个栏目,分别为“海相深层超深层碳酸盐岩储层形成环境、发育机理和成因模式”、“深层超深层海相层系烃源岩发育、生烃和油气地球化学”、“海相深层超深层碳酸盐岩油气动态成藏和聚集”和“海相深层超深层碳酸盐岩油气藏开采数值模拟”。
“海相深层超深层碳酸盐岩储层形成环境、发育机理和成因模式”栏目共有11篇文章。以四川和塔里木盆地海相深层超深层近期勘探实践中揭示的新类型优质储层为研究对象,重点讨论了断裂与溶蚀双因素控制的储层、含膏岩层系白云岩储层和古老微生物岩储层发育的沉积环境、构造条件、成岩改造和储集空间保持的过程与机理,这些研究新认识进一步创新并丰富了基于普光深层碳酸盐岩孔隙性优质储层发育机理的“三元控储理论”,对向万米特深层领域勘探进军有重要理论和实践指导意义。
“深层超深层海相层系烃源岩发育、生烃和油气地球化学特征及示踪”栏目共有7篇文章,以中西部深层超深层海相层系烃源岩形成环境、生烃演化过程、油气地化特征及示踪为研究重点,进一步研究深化了深层超深层海相层系优质烃源岩发育的地质模型、盆地间多期生排烃过程差异特征的认识,进一步明确了近期已发现的深层超深层海相碳酸盐岩油气藏油气的主要来源。这些研究新认识对于扩大探索深层超深层海相新层系新领域油气资源潜力有重要意义。
“海相深层超深层碳酸盐岩油气动态成藏和聚集”栏目共有6篇文章。以近期四川和塔里木海相深层超深层新发现的典型碳酸盐岩油气藏为研究重点,讨论了叠合盆地油气动态成藏富集过程、油气相态转化过程和油气分布特点。这些研究新认识对深入开展深层超深层海相碳酸盐岩领域油气勘探选区评价、勘探目标优选具有重要的实际指导意义。
“海相深层超深层碳酸盐岩油气藏开采数值模拟”栏目共有3篇文章,主要研究了普光高酸性气田和塔河与顺北岩溶、断控型油气藏海相深层超深层碳酸盐岩两类代表性油气藏开发过程中的重点问题———相控酸性天然气藏水侵和缝洞型油气藏开采过程中应力敏感问题,开展了开采机理、数值模拟方法及应用研究,对指导普光元坝酸性气藏开发和塔河顺北缝洞型油气藏开发具有实际价值。
本专辑所反映的研究进展是企业创新发展联合基金项目和课题开展以来相关研究人员辛勤努力的成果,也凝结了油气田勘探开发生产一线广大科研、生产人员的心血,在此感谢所有作者、参研人员及中国石化西北油田分公司、中国石化勘探分公司、中国石化中原油田分公司、中国石化西南油气田分公司相关人员付出的努力,也感谢所有审稿专家提出的中肯建议和修改意见,感谢编辑部同志在本专辑出版中付出的辛勤劳动。希望本专辑能够为海相深层超深层碳酸盐岩油气大发现提供新的借鉴和启示。

随着油气地质事业的不断推进,我国油气勘探逐渐进入深层-超深层领域,是我国油气增储上产的重要战略接替领域。近年来,在深层-超深层海相碳酸盐岩储层、陆上碎屑岩常规-非常规储层和海域碎屑岩储层均取得重大突破,例如塔里木盆地在埋深大于7 000 m的超深层,发现了顺北—富满等资源规模超10亿吨的巨型油气区,琼东南盆地发现了首个深水深层天然气田,这些勘探成果表明我国深层-超深层油气资源潜力巨大。本专辑广泛收录了相关科研院校和企业生产研究单位在国内外深层-超深层油气领域的最新研究成果,主要包括以下4个方面:(1)深层海相碳酸盐岩油气地质;(2)深层陆相碎屑岩常规油气地质;(3)深层非常规油气地质;(4)海域深水碎屑岩油气地质。

在深层海相碳酸盐岩油气地质方面,共有6篇论文。樊太亮等从深层碳酸盐岩建造和改造作用出发,揭示塔里木盆地多类型碳酸盐岩储层的主要发育条件和有序性分布,认为碳酸盐岩台地沉积过程中的分异演化作用控制着台缘礁滩、台内滩和早期白云岩化潮坪等有利于规模化储集岩发育的沉积相带分布,多级次不整合和断裂-流体改造是优质储层形成的重要机制,塔北-顺北地区不整合作用强度和断裂活动强度由北向南逐渐变化,控制了碳酸盐岩储层类型及分布的有序性变化;何碧竹等采用盆-山结合、地质-地球物理多种方法联合研究发现新元古代塔里木盆地至少经历了3期构造旋回,揭示了震旦纪/寒武纪之交是塔里木地块由多个陆内裂谷-断陷盆地向统一内克拉通盆地的重要转换期,根据相控条件预测了盆地内下寒武统及南华系有利烃源岩的发育区,对深层油气资源潜力评价有重要的指导意义;杨德彬等基于塔北地区海相碳酸盐岩油藏勘探开发实践,提出“断溶体”圈闭(油藏)概念,认为其宏观上具有“断溶控储、深断控藏、物性圈闭、垂向疏导、复式聚集、分段成藏”的成藏特征,具有“一断裂段一单元,一单元一油藏”的特点,重视和深化研究深层海相碳酸盐岩断溶体圈闭(油藏)对油气勘探开发具有重要意义;张娟等通过岩心和薄片系统研究了塔河油田主体区下奥陶统小尺度缝洞体的成因类型、缝洞参数和充填性质等特征,基于古岩溶地貌、局部残丘构造幅度的刻画、断裂特征分析和构造应力场模拟,确定了小尺度缝洞体的形成机制,并在小尺度缝洞形成机制分析的基础上,建立了基于非线性神经网络深度学习算法的小尺度缝洞预测方法,确定了小尺度缝洞平面分布;陈轩等基于塔河油田奥陶系地质背景、岩心、测井、测年及产能资料,将洞穴物理作用充填物的成因分为搬运充填物、渗流充填物和垮塌充填物,洞穴掩埋期多产生泥质充填,储集性差,深埋藏期垮塌作用产生次级裂缝且无泥质充填,储集性好;鄢伟等认为塔中—顺托果勒地区鹰山组颗粒滩类型主要为内碎屑滩类型,岩性以亮晶碎屑灰岩为主,存在鲕粒、藻粒和少量生物碎屑。鹰山组沉积时期,开阔台地和局限台地颗粒滩沉积特征不同,前者厚度大且团块状分布,后者厚度小且呈小团块或条带状分布。

在深层陆相碎屑岩常规油气地质方面,共有3篇论文。王进财等基于储层动用程度将南图尔盖盆地Akshabulak油田J⁃III层块体砂岩划分为四类不同级别的流动单元,发现流动单元的组合样式决定了储层的垂向和平面动用程度:垂向上,流动单元发育种类越多,水体会优先流向高级别流动单元,导致油藏垂向水驱动用程度不均匀;平面上,高级别流动单元较发育的区域,水体会优先波及,导致油藏平面水驱前缘推进速度有明显差异,并提出了垂向上高级别流动单元实施调剖堵水、平面上天然水驱协同人工注水开发的开发技术策略,实现了稳产高效开发;李瑞磊等通过宏观到微观多尺度综合分析,开展松辽盆地南部断陷层火石岭组火山岩形成与分布、岩性岩相与火山机构类型、储集空间特征和油气成藏特征等方面研究,认为火石岭组中-基性火山岩分布广泛,多呈低幅丘状、多期叠置连片分布;火山岩主要发育3种岩相、7种亚相;发育“孔隙+缝网”复合型有效储集空间类型。火山机构控制岩性和岩相分布决定原生孔隙的形成与分布;构造作用和溶蚀作用利于构造裂缝及次生溶蚀孔缝的形成,是控制形成优质储层的关键因素;王宏语等通过构造解释与沉积学分析,明确了梨树断陷的构造沉积学特征及演化机制,认为该盆地沉积充填经历了由湖-扇沉积体系向辫状河体系的演变过程,构造因素是决定这个陆相盆地断陷期沉积充填特征的首要因素,造就了梨树断陷层“多旋回、广泛分布”的砂体发育特色。

在深层非常规油气地质方面,共有4篇论文。彭君等对东濮凹陷沙河街组页岩油储层的岩石学特征、岩相类型、孔缝类型、孔喉分布及含油性特征等进行研究,认为岩相和层理构造是影响储层孔隙发育及优劣的重要因素,纹层状灰质细粒混合岩、纹层状灰岩相及纹层状黏土质细粒混合相孔隙尺寸大,孔喉连通性较好,裂缝较为发育,同时具有好的含油性及可动性,其中以纹层状灰岩相最优,是东濮凹陷页岩油重点勘探对象;石巨业等利用地球轨道周期实现渤海湾盆地东营凹陷陆相富有机质页岩多尺度地层等时对比,明确了东营凹陷页岩油高产层段位于42.85~41.85 Ma,位于第2~4个长偏心率周期附近,与斜率周期的高振幅段恰巧吻合,推测其与斜率周期驱动的纹层状页岩发育导致的页岩油高产有关;庞正炼等系统分析了鄂尔多斯盆地延长组7段夹层型页岩层系内石油的分布规律与富集主控因素,明确了长7段夹层型页岩层系石油在区带、油层以及油层内部多个尺度下,均呈现显著的分布非均质性,夹层型页岩层系石油的富集在区带尺度下,主要受烃源岩品质与规模控制,烃源岩提供运聚动力和烃类来源;油层尺度下,受源储配置和储层物性控制,运聚动力随砂岩夹层与烃源岩距离的增加而减弱;油层内部,含油饱和度的强烈非均质性由成岩作用引起的孔隙发育非均质性导致,砂岩夹层储层物性与石油注入时所受阻力的指数级关系,是物性控制油层及其内部石油富集的主要原因;匡明志等通过野外露头精细描述和薄片高精度分析,在陡山沱组划分了7种岩相类型和6类沉积相,在三级层序识别的基础上,划分了56个准层序,18个准层序组,总结了重力流控准层序、浪控缓坡准层序、浪控陆架准层序和混积准层序等4类准层序样式,认为认为陡山沱组经历了“陡斜坡—缓坡—陆棚—混积台地”填平补齐的演化过程。

在海域深水碎屑岩油气地质方面,共有3篇论文。朱一杰等系统研究了孟加拉湾若开海域深水水道的沉积构成和形态特征自晚中新世以来的渐进式演化过程,认为晚中新世至今渐进式深水水道形态-沉积演化是布拉马普特拉河沉积物分散路径自晚中新世以来呈渐进式迁移演化的源汇响应。伴随着布拉马普特拉河沉积物分散渐进式向西迁移,靠东一侧的研究区盆外供源沉积物渐进式减少、重力流发育程度亦渐进式衰减;从而导致深水水道的形态特征和沉积构成也渐进式演化;王海荣等基于地震数据所呈现的地震相和地层叠置样式,确认莺琼陆坡在中新世以来发育两类沉积体系:重力(流)和等深流沉积体系。二者在时空上存在毗邻而居、有序进退的关系,重力流沉积呈“台阶状”逐层上超于等深流沉积之上,呈进积形态,而等深流沉积体系则呈退积样式;二者之间构成了特殊成因的、跨时的“相变”面;进而相应恢复了两种不同方向的沉积作用(重力流和等深流)的时空关联;陈飞等对西非尼日利亚A油田的深水浊积体系进行了深入研究,将深水浊积水道划分为3个界面期次,明确了浊积水道受控于古峡谷的限制,以垂向加积为主,生长消亡后,别处重新发育为特征。总结了深水浊积沉积 “三元沉积模式”, 依据深水浊积水道期次的精细刻画和时移地震特征,识别出剩余油的分布,为深水沉积体系的研究提供坚实基础

我们希望该专辑的出版能够在推动我国深层-超深层油气勘探方面发挥积极作用,并吸引更多的学者和油气相关企业的一线工作者关注我国深层-超深层油气勘探,为提高我国油气资源自给能力、保障我国能源安全做出更大贡献。

本专辑共有16篇论文,感谢作者和评审专家的大力支持和宝贵意见,感谢《地学前缘》编辑部各位同志为本专辑顺利出版所付出的辛勤劳动。

我国南方寒武系页岩有机质丰度高、脆性矿物含量高、分布面积广、资源潜力大,是继四川盆地及其周缘地区志留系龙马溪组页岩气勘探开发之后的重要接替层系。近年来已在川西南威远及井研─犍为、鄂西宜昌和陕南汉中等地区的寒武系页岩中获得了工业气流,显示了良好的勘探前景,但整体勘探程度低,理论研究薄弱。不同地区寒武系海相页岩含气性差异大、局部氮气含量高、孔隙发育机制尚未明确,无法直接沿用五峰组—龙马溪组页岩含气性预测方法,因而急需完善和发展我国南方高过成熟海相页岩气成藏理论,为寒武系页岩气勘探提供科学依据。本专辑是国家自然科学基金重点项目 “中国南方寒武系页岩有机质、流体和孔隙演化耦合机制研究” 取得的阶段性成果汇总,主要包括以下5个方面:(1)页岩含气性主控因素;(2)页岩地质、地球化学特征;(3)页岩孔隙特征;(4)页岩成气、保存的流体包裹体特征;(5)新技术、新方法研究实例。

在寒武系页岩含气性主控因素方面,共有2篇论文。张同伟等综合整理了近年来我国寒武系页岩含气性研究进展,讨论了寒武系页岩的储层特征、TOC、孔隙度和构造保存条件等对寒武系页岩含气性的影响。研究发现:在寒武系页岩气突破区,现今的寒武系页岩含气量为理论总生成气量的10%~30%(最大甚至超过50%),页岩含气量与现今埋深没有关联,绵阳—长宁裂陷槽和鄂西裂陷槽环境下寒武系页岩相对较好的孔隙发育情况和构造保存条件为寒武系页岩气的保存创造了有利条件;而在未突破区,寒武系页岩含气量不到理论总生成气量的10%,表明页岩气发生过大量散失,寒武系富有机质页岩底部区域性发育的不整合面及强烈的后期构造抬升作用很可能是造成页岩气散失的主要因素。孟康等通过对鄂西宜昌地区寒武系水井沱组页岩破碎气地球化学特征及其对页岩含气性的指示意义研究,指出:页岩气中氮气可能来源于高过成熟阶段有机质中氮和铵基黏土矿物中氮的释放;持续性构造抬升是造成页岩气散失和氮气相对富集的重要因素。

在寒武系页岩地质、地球化学特征研究方面,共有4篇论文。潘晓强等通过对宜昌地区水井沱组中主要生物类型、古生物组合面貌及其时空分布的总结,认为鄂西地区水井沱组黑色岩系具有很大的页岩气勘探开发潜力。何陈诚等通过中—上扬子地区下寒武统筇竹寺阶泥页岩差异成气过程分析,提出优质烃源岩主要分布于绵阳—长宁裂陷槽、湘鄂西裂陷槽、川东—黔北深水陆棚相和斜坡盆地相。受区域构造沉积演化控制,筇竹寺泥页岩存在两种成烃演化模型。罗欢等通过鄂西宜昌地区寒武系页岩过剩钡成因研究,发现中—上扬子地区寒武系富有机质页岩普遍富集Ba,Ba过剩有热液成因和生物成因两种来源,Ba过剩Eu异常图版可用于推测其主要来源,宜昌地区较高的古生产力水平和强还原条件为有机质的来源和保存提供了物质基础和有利条件。张瑜等通过鄂西宜昌地区寒武系水井沱组页岩生物成因硅特征研究,首次揭示了水井沱组具有明显的二分段性,富有机质层段存在较多生物成因硅,且硅质来源明显不同。富有机质页岩一段比二段生物成因硅占比高、贡献大,生物成因硅主要通过对有机质富集和储层孔隙发育两方面影响着宜昌地区寒武系页岩气的富集。

在寒武系页岩孔隙特征研究方面,共有5篇论文。吴陈君等通过黔北地区牛蹄塘组页岩有机质富集及有机质孔隙发育机制研究,指出黔北地区牛蹄塘组中段富含黏土矿物的中等TOC含量页岩段的孔体积和孔比表面积较底部贫黏土矿物的高TOC含量页岩段更高,有机质孔发育更好,为更有利的页岩气富集层段。唐玄等通过对黔北寒武系牛蹄塘组页岩孔隙分形表征研究,指出牛蹄塘组富有机质页岩具有以微孔为主的复杂孔隙结构和高度非均质性,孔隙发育具有多重分形特征,有机质微孔具有很强的自相似性,而无机矿物孔隙自相似性因地区而有差异。马子杰等通过上扬子地区寒武系牛蹄塘组页岩有机质孔隙发育特征及主控因素的研究,将牛蹄塘组页岩分为硅质、钙质、过渡型三种类型,其中硅质页岩中运移有机质含量高,有机面孔率8%~28%,钙质页岩原生有机质含量高,有机面孔率2%~12%,黏土矿物的吸附和催化作用有利于硅质页岩有机孔隙发育。张六六等通过宜昌地区寒武系页岩岩石小柱体吸水实验及氦孔隙度测定分析研究,揭示了有机质含量和矿物组成是影响孔隙发育的主要影响因素;泥页岩吸水特征及富有机质层段顶底板封隔性的研究,明确了宜昌地区寒武系水井沱组二段是页岩气勘探的“甜点段”。邵德勇等通过美国EagleFord页岩样品的高温高压黄金管实验模拟,揭示了泥岩微观组构对有机质赋存形式和孔隙发育的影响,揭示了微观组构、有机质赋存形式和有机孔发育非均质性三者之间的内在联系,为进一步揭示我国高过成熟寒武系页岩中有机质孔隙的发育载体和保存机制提供了重要研究思路。

在寒武系页岩成气、保存的流体包裹体特征研究方面,共有2篇论文。刘秀岩等以重庆秀山剖面下寒武统牛蹄塘组为例,研究了页岩气成气过程的流体包裹体证据,发现下寒武统牛蹄塘组页岩气演化可以划分为初次生油阶段、原油裂解为湿气阶段、湿气二次裂解为干气阶段和页岩气散失阶段,与酸性流体活动伴随的异常高温对页岩油向页岩气的快速转化起到了关键作用。肖雪薇等以湘西吉首斜坡带湘吉地1井中流体包裹体研究为依据,揭示了与烃类演化相关的早—中奥陶世、早志留世、早—中三叠世和古近纪四期流体活动,初步探索了下寒武统牛蹄塘组页岩的流体活动与页岩气成烃演化过程。

在新技术、新方法研究实例方面,共有2篇论文。宋辉等以鄂阳页1井为例,利用ImageJ软件批量统计SEM 图像中草莓状黄铁矿粒径、微晶粒径及形态等信息,探讨了其对古环境的指示意义,草莓状黄铁矿作为最主要的赋存形式,其粒径(D)、微晶粒径(d)、D/d 值以及微晶晶型等相关参数在垂向上呈现明显变化,反映了下寒武统水井沱组沉积时自下而上还原性逐渐减弱的演变。陈宗铭等基于深度学习的页岩扫描电镜图像有机质孔隙识别与比较,对比U-Net模型、Mask R-CNN模型和FCN模型,发现U-Net模型识别精度高(相对误差0.3%~2.6%)且耗时短(识别速度提高300多倍),在页岩微观地质图像识别方面具有优势。

我们希望该专辑的出版在推动我国寒武系页岩气成藏理论研究、勘探评价和开发等的发展中发挥积极作用,并期待更多的学者和页岩气勘探一线地质工作者更加关注页岩气资源的研究,为提升我国能源矿产保障能力、服务国家矿产资源重大战略做出更大贡献。

本专辑共有15篇论文,感谢作者和评审专家的辛勤劳动,以及《地学前缘》编辑部各位同志的辛苦付出。

沉积盆地是石油、天然气、煤、盐、铀等能源矿产资源赋存的基本地质单元，研究沉积盆地的结构构造、形成演化与能源富集机理始终是地质学家与勘探家的核心任务，中国的地质学家与勘探家们在这一领域进行了长期的、艰苦的、卓有成效的探索。
中国含油气盆地数量众多，类型多样，在百余年的研究实践中，我国地质学家对中国含油气盆地的地层系统、地质结构、形成演化机制与油气分布规律进行了深入探索，发现了以延长、老君庙、克拉玛依、大庆、胜利、靖边、普光、安岳、蓬莱19-6、涪陵等为代表的一系列大油气田，形成了独具中国特色的陆相大油田、海相古老油气田与复杂构造区页岩油气田等著名的油气地质理论。以油气勘探开发实践为基础，形成了以李德生先生为引领的“中国含油气盆地构造学”理论与分析方法，在中国东部伸展盆地、西部挤压盆地与中部过渡型盆地的勘探实践中取得重要进展，发现并创立了“不同时代的原型盆地叠合复合”构成的“多旋回叠合盆地”理论，对其开展的理论探索与应用实践成效显著，在国内外影响深远。
李德生先生亲身经历中国石油工业的诞生、成长与壮大，作为奠基中国石油地质学的世纪功臣，他始终处在中国含油气盆地研究与勘探开发的前沿，深耕其中，乐在其中。2022年10月，时值李德生先生百岁华诞、从事油气勘探开发事业80周年之际，《地学前缘》为大力弘扬“严谨治学、求真务实”的科学家精神，大力弘扬“为国担当、奉献祖国”的时代精神，感召为我国能源事业有所作为的使命感，特编辑出版《中国含油气盆地构造学与油气分布规律研究进展——庆祝李德生院士百岁华诞专辑》，反映新的理论进展、新的应用成效及新的勘探开发领域等最新成果。
本专辑共收录39篇中文文章及其4篇英文(双语)文章，分为石油地质学创新与能源多元化发展（1篇）、盆地构造理论与油气分布规律（9篇）、前陆盆地构造理论与勘探实践（3篇）、克拉通盆地内部走滑断裂理论（4篇）、原型盆地复原理论与方法（5篇）、构造控油理论与勘探开发新领域应用（10篇）、陆相页岩油勘探开发理论与实践（9篇）、新技术新方法在盆地构造分析中的应用（2篇）等8个栏目。
（1）石油地质学创新与能源多元化发展。李德生先生作为中国石油地质学理论奠基人之一，高瞻远瞩，指出石油地质学理论创新将在地下万米空间尺度与纳米规模尺度的常规、非常规油气勘探开发方面取得重要突破，特别强调创新二氧化碳捕集与埋存发展石油工业的减碳产业。这些创新将助力能源多元化发展。
(2)盆地构造理论与油气分布规律。应用活动论构造 历史观对中国含油气盆地结构构造、演化历史及其油气分布规律进行探索研究。杨树峰院士对沉积盆地构造的分类、成因、充填与变形等核心理论和三维构造建模、构造物理模拟、构造数值模拟与基于三维构造模型的裂缝预测等关键技术方法的前沿与发展方向进行了深入分析。何登发教授在李德生院士的指导下,划分了中国含油气盆地的地质结构类型与构造演化旋回,解剖了构造演化控制下的典型油气成藏模式,发现了中国油气独特的“三环带状”分布格局。何治亮教授开展中国海相盆地原型 改造分析,分别建立了塔里木、鄂尔多斯与四川盆地海相层系的油气有序聚集模式。徐旭辉教授明确了元古宙以来塔里木、鄂尔多斯与四川克拉通海相原型盆地演化序列与并列叠加特点,建立了3类原型与4种控源模式。刘池洋教授提出了改造型盆地的油气赋存 成藏理论体系纲要,概括为“原盆控源、过程控储、改造控藏、多源成藏、动态聚散、晚期定位”。郭彤楼教授讨论了多旋回盆地叠合 复合控藏的概念及其特征,指出这一概念将在常规、非常规天然气勘探中发挥重要作用。赵贤正教授提出了“油气聚集链”概念,对指导成熟盆地继续挖潜勘探潜力、新区新领域获得勘探突破具有重要现实意义。李大伟博士和吴晓智博士分别对亚太地区不同构造分区的油气成藏条件和中国常规与非常规油气资源潜力进行了深入分析。
(3)前陆盆地构造理论与勘探实践。中国中西部陆内前陆盆地(或再生前陆盆地)是我国含油气盆地的一个重要特色,中国地质学家对其结构、成因与油气分布进行了卓有成效的探索,在油气勘探方面取得重要进展。贾承造院士基于复杂构造解析和实验模拟研究,揭示了中国中西部褶皱冲断带构造变形机制,建立了前陆冲断带的结构模型,指出了中西部两种类型冲断带的控油气作用及其勘探领域。杨学文教授以库车前陆冲断带为例,解剖了博孜—大北万亿方大气区的形成机制;王小军教授解剖了准噶尔盆地西部坳陷带,指出被后期埋藏的冲断带为主要的油气富集带。
(4)克拉通盆地内部走滑断裂构造理论。克拉通内的走滑断裂是中国石油勘探家在油气勘探实践中发现的一种重要构造样式,在实践中逐步揭示了这一构造样式的特征与成因机制。目前,克拉通内的走滑断裂已成为盆地构造样式研究的热点之一。冯志强教授研究了中国典型大型走滑断裂及相关盆地成因,建立了不同岩石圈性质的下部韧性层和顶部(上地壳或上地壳上部)刚性层之间相互制约的扭动构造成因和演化模式。郑和荣教授开展塔里木、四川与鄂尔多斯三大海相克拉通盆地内部中小尺度滑移距的走滑断裂研究,指出走滑断控油气藏已成为一种新类型油气藏。王清华教授研究了塔里木盆地富满地区走滑断裂的分布规律,建立了走滑断裂带的控储模式。管树巍博士研究了四川盆地中部主干走滑断裂带及伴生构造特征与演化历史。
(5)原型盆地复原理论与方法。原型盆地分析是开展中国叠合沉积盆地研究的重要方法,经过长期实践中国盆地分析学家已逐渐完善了该研究方法,在沉积盆地的复位与复原方面取得了较佳应用效果。杨风丽教授对中国华北、华南、塔里木三大陆块在全球洋 陆格局中的古地理位置进行了重建和定位,发现古生代三大陆块主要在全球±30°之间的南北中低纬度之间迁移。朱伟林教授揭示了华南晚中生代陆弧迁移与海域弧前盆地演化的时 空耦合关系。研究生李路顺开展了扬子板块北缘新元古代盆地结构研究,厘定了马槽园群为南华纪裂谷充填沉积。研究生熊伟东发现了鄂尔多斯盆地南缘北东向和近东西向的正断裂系统并建立了其继承与叠加模式。罗金海教授对鄂尔多斯盆地西南部中奥陶统马家沟组灰岩中的辉绿岩脉开展年代学与地球化学研究,指出该区在晚三叠世处于类似大陆裂谷的伸展构造环境。
(6)构造控油理论及其勘探开发新领域。油气勘探新类型、新层系、新领域的突破与老油田开发模式的创新是焕发油气勘探开发活力、保障国家能源安全的关键;新的勘探突破又带来了对盆地结构构造认识的深化,体现出鲜明的“实践—认识—再实践”的螺旋式上升的油气勘探实践特色。杨雨教授揭示了构造 沉积分异对四川盆地西部二叠系台缘带多期叠加的控制作用,指出川西地区二叠纪多期台缘优质礁滩相储层具备万亿方规模的资源潜力。陈蟒蛟教授认为四川盆地中二叠统发育块状孔隙型白云岩储层和孔隙型灰岩岩溶储层,是下一步勘探与安岳气田相当的万亿方大气区的主要层系。付金华教授根据在鄂尔多斯盆地太原组灰岩这一勘探“新层系”中的重大发现,建立了太原组薄层灰岩的“三明治”成藏模式,指出其有利勘探区面积达1.5万km2。包洪平教授开展了鄂尔多斯盆地中东部奥陶系碳酸盐岩 膏盐岩共生体系研究,指出其岩性具“相控”与“层控”特征;认为奥陶系盐下层系天然气成藏潜力巨大,为近年来勘探实践所证实。张锐锋教授建立了冀中坳陷奥陶系潜山多类油气成藏模式,指导杨税务潜山、文安斜坡潜山勘探取得了重要突破。张飞鹏博士研究了黄骅坳陷的断裂系统与新生古储型潜山成藏之间的关系,指出了潜山的有利勘探区带。魏浩元高工以近百年老油区——酒西盆地青西凹陷为例,解剖新生代前陆与中生代断陷盆地的叠置特征,指出青西凹陷深层的高成熟原油具有较大的资源潜力。何碧竹教授研究了青海共和盆地在中新生代的走滑 伸展构造环境,探讨了盆地地热藏和油气藏的成藏主控因素。胡国农博士研究了鄂尔多斯盆地NNW油区再开发条件,提出水平井与分段压裂具有成倍提高油区产量和经济效益的潜力。
(7)陆相页岩油勘探开发理论与实践。近源找油、进源勘探是未来油气勘探的方向,中国石油工业正经历从“陆相页岩生油”向“陆相页岩产油”转变。陆相页岩油的勘探开发与研究已成为石油工业界的新热点。赵文智院士系统分析了陆相中高熟页岩油的富集条件,评价了其地质资源量和有利区,建立了自勘探试采初期到成熟开发阶段中国陆相页岩油富集区/段的评价标准,以期推动经济发现数量,加快陆相页岩油的健康发展。邹才能院士开展了全球页岩油形成分布与潜力研究,综合构建了中国陆相页岩油高效勘探及低成本开发的地质理论与技术体系。王香增教授系统梳理了鄂尔多斯盆地延长探区低渗致密油气成藏理论进展及勘探实践,提出了“石油、天然气、页岩气多类型资源协同勘探开发”理念。何文渊教授从微观机理上剖析了古龙页岩油的纳孔纳缝的成因,探索了古龙页岩油的特殊连续原位油藏成藏理论,指出古龙青山口组页岩油是重要后备油气资源。罗群教授研究了烃源岩油气藏的圈层效应特征与差异成藏机制,指出湖泊相烃源岩分布区发育由内向外、由页岩油气藏、致密油气藏到岩性尖灭油气藏的有序分布模式。卢双舫教授从能耗比角度讨论了低熟富有机质页岩原位改质转化的经济可行性,提出了3种增效途径。
(8)新技术新方法在盆地构造研究中的应用。各种地质观察手段与盆地地球物理勘探技术的进步是提高沉积盆地结构与构造演化认识水平的重要基础,长期发展逐步形成的地震高分辨率处理技术和地震属性分析技术已成为认识盆地精细结构的关键。姜仁旗博士讨论了高分辨率地震频率和相位属性分析技术在提高薄层、断裂和溶洞解释精度等方面的应用效果。周路教授利用OVT域五维地震数据对川西北双鱼石地区栖霞组的超深层碳酸盐岩裂缝储层进行预测,基于分方位属性分析讨论了平行断裂与垂直断裂分向上裂缝的发育程度。
上述39篇中文文章及其4篇英文(双语)文章基本反映了我国含油气盆地构造研究的现状与油气勘探应用的亮点,在此推荐给盆地分析学界与油气勘探工作者,供大家参考,以促进中国含油气盆地构造学的繁荣昌盛,为我国能源事业的发展添砖加瓦。

海洋覆盖地球表面的71%，其中，水深超过2 000 m的深海覆盖地球表面达60%，记录了约2亿年以来的地球演变历史。因此，深海沉积包含了地球气候系统长期变化的过程、机制和影响的最完整记录。现今的地球环境正在经历由人类活动引发的诸如气候变暖、海洋酸化、淡水短缺、土壤侵蚀、生态退化等全球变化的影响，而海洋变暖和酸化就是全球变化影响海洋的最直观表现。深海沉积能够为未来全球变化多种场景提供相应的类似情形，为预测未来变化提供依据。基于此，《深海沉积与全球变化》专辑从深海沉积记录的视角，共收录了19篇文章，包括全球变化综述论文和具体研究案例论文。这些文章的研究区域遍及太平洋、大西洋、印度洋、北冰洋和南大洋等全部世界五大洋，研究主题从深海沉积过程到快速气候变化，时间跨度从中新世到人类世多时间尺度，以列举案例的形式，向读者呈现深海沉积与现今/过去全球变化的研究进展。本专辑文章分为以下4个栏目：
“深海沉积与全球变化综述”栏目收录2篇论文，综述了运用深海沉积研究全球气候和海平面变化的最新进展。介绍了该领域的突出进展，是针对社会选择的未来排放轨迹，在深海记录中都能够找到相应的类似情形，用于评估未来地球系统各种变化的过程和后果，提出面临的重大挑战是重新认识其关键过程的理论机制。汇总了国际大洋钻探计划执行的23个与海平面变化相关的航次研究进展，包括重建100 Ma以来的全球海平面变化历史，检验Exxon层序地层模型和海平面变化假说，以及建立南极冰盖演化与海平面变化关系等。
“深海沉积过程演化”栏目收录5篇论文，研究了北印度洋和西太平洋边缘海中新世/上新世以来深海沉积作用与环境的长期演化。通过国际大洋钻探航次资料和三维地震数据，揭示孟加拉湾晚中新世以来孟加拉尼科巴扇经历了此消彼长的“跷跷板”式沉积转换事件，是受到印度欧亚大陆碰撞的源汇格局影响。同样是通过国际大洋钻探航次岩心的研究，揭示出南海晚中新世红褐色绿灰色韵律层的成因，认为红层对应了间冰期时期深层水通风良好、水体偏氧化的沉积环境，而绿层则指示了冰期时期层化加强、水体偏还原的环境。西太平洋菲律宾海、南海和东海的案例研究还呈现上新世和第四纪的深海沉积过程及古环境与古气候的响应。
“深海生物地球化学过程”栏目收录6篇论文，研究了西太平洋、北印度洋和南大洋末次冰期至全新世沉积与生物地球化学过程，以及北冰洋和西太平洋生物地球化学的现代过程与气候变化。揭示日本海末次冰期以来的有机碳氮来源与表层生产力和沉积物氧化还原条件相关，受到海平面和全球气候变化制约；发现孟加拉湾东南部末次冰期以来的硅质生产力一直处于相对较高的水平。现代过程的航次调查发现，楚科奇海陆架中心区在融冰期的硅浓度极低，是太平洋入流水所携带硅酸盐年通量的一半；热带西太平洋沉积物中的磷脂脂肪酸总量在有氧呼吸过程中最高，而硝酸盐还原过程中最低，指出其对沉积物矿化的指示作用。
“深海沉积与快速气候变化”栏目收录6篇论文，研究了大西洋、西太平洋和南大洋全新世至现代过程的气候变化及其对沉积过程影响。通过对地中海全新世陆源碎屑的地球化学分析，揭示副热带高压与西风带在全新世地中海的交互界限，识别出北非利比亚突尼斯地区的古河道在非洲湿润期被重新疏浚、激活的历史。通过西太平洋暖池核心区的沉积岩心研究，揭示晚更新世以来暖池冰期旋回中类厄尔尼诺南方涛动（ENSO）状态的演化规律及其与东亚季风的关系。通过对西南极阿蒙森海的沉积记录研究，提出中全新世以来西南极海域的气候变化受到日照强度变化和大气环流变化所控制。案例研究还显示：现代暖期（1850年至今）影响南海海底天然气水合物稳定性，释放的甲烷可能会加重海水酸化；海底泥火山活动泄漏的烃类流体，可能是南海东沙海区深水珊瑚食物的主要来源。
最后，需要特别说明的是，深海沉积与全球变化主题的内容非常多，本专辑论文涉及到的科学内容仅是冰山一角，但希望以此推动全球变化的深入研究。衷心感谢所有作者、审稿专家和编辑部同仁为本专辑出版付出的辛勤劳动！

这本专辑由沈照理教授（1932—2020）的生前挚友、学生以及学生的学生共同发起，以纪念他90周年诞辰。1952年中国地质大学建校伊始，沈照理教授即来校任教，并一直奋战在教学、科研第一线。他曾任国务院学位委员会地质工科和环境科学与工程学科评议组成员、中国地质学会水文地质专业委员会副主任委员、环境地质专业委员会副主任委员、地质矿产部教育司主管的水文地质课程指导委员会副主任委员。他作为中国水文地球化学的主要奠基人之一，构建了学科体系的基本框架，出版了《水文地球化学》基础教材，前瞻性地对地下水污染、地质环境与人体健康、矿泉水和古水文地质等方面的实际应用问题进行了探索。从20世纪80年代开始带领我国学者参与水岩相互作用系列国际学术会议和相关领域科学研究，在2004年国际水岩相互作用会议上获得“中国水岩相互作用之父”称号。
沈照理教授的学术成就主要体现在以下四个方面：（1）在我国率先开展地下水中氮污染及氮循环机理方面的系统研究，对地下水中氮元素的归宿有了较为全面的认识；（2）倡导和推动我国水岩相互作用研究，提出在水岩相互作用研究中应关注环境问题，使水岩相互作用研究获得了更广阔、更持续的发展空间；（3）建立了古水文地质条件的分析方法，阐明了在不同古水文地质条件下地下水在金属成矿、油气成藏中的作用；（4）较早开展了地下水污染的调查、监测、评价和修复方面的研究，为我国地下水污染的研究起到了示范和推动作用。这些成就为近年来我国水文地球化学领域的人才培养和科技创新奠定了坚实基础，根深叶茂，桃李芬芳。可以告慰沈照理教授的是：他开辟或倡导的学术方向已经并将继续取得长足进步，从本专辑收录的论文，即可部分地看到这些进步。
本专辑共分为三个专题。其中“水文地球化学进展”专题共7篇论文，该专题在继承沈照理教授水文地球化学研究的基础上，研究领域向岩溶关键带、地下水地表水界面和地球深部等领域进行了拓展。专题以《高碘地下水成因与分布规律研究》一文为开篇，系统总结了不同的环境水文地质条件下高碘地下水成因模式，利用大数据模型预测了全国高碘地下水赋存情况，开展了地下水系统中有机碘形态定量表征、碘的水文地球化学行为微观机理识别和迁移活化过程定量模拟研究，为供水水质安全和预防水源性高碘甲肿提供重要的科学依据。紧随其后的是《深部水文地质研究的机遇与挑战》，对深部地下水分布与循环理论研究、深部地下水作用下地热与锂资源成藏、深部地热干热岩与页岩气等清洁能源开发、深部咸水层CO2地质封存、地质储能等方面涉及的深部水文地质研究现状和未来趋势进行了系统总结，提出储层非均质性刻画、热源机制、深部资源能源可持续开发技术、人工干预下深部资源环境演变特征、水力压裂诱发地震以及断层对流体触发的敏感性和触发过程演变等是未来很长一段时间内应给予重点关注的关键性问题。另5篇论文分别从水文地球化学进展、岩溶关键带水文地球化学进展、区域地下水污染调查评价综合研究、地下水典型氧化还原敏感组分的研究热点和趋势、氡在地下水地表水相互作用中的应用5个方面进行了系统总结并分析了未来发展方向。
本专辑的“水岩相互作用研究”专题共8篇论文，该专题除聚焦于沈照理教授关注的天然劣质水成因外，将水岩相互作用的研究思想和研究方法向岩溶碳汇领域扩展。其中《城镇化地区高砷地下水的赋存特征》《塔里木盆地南缘绿洲带地下水砷氟碘分布及共富集成因》《化隆—循化盆地不同类型高氟地下水的分布及形成过程》《华北平原高氟地下水中稀土元素分布和分异特征》《黄河三角洲浅层地下水盐分来源及咸化过程》5篇论文阐述了孔隙地下水中地质背景天然劣质水的成因以及人类活动驱动的影响；《普定岩溶水碳循环模拟试验场水体双碳同位素特征与碳足迹》《天津平原区浅层地下水水化学特征及碳酸盐风化碳汇研究》《湿润亚热带典型白云岩流域的岩溶无机碳汇强度》3篇文章从水岩相互作用的机理分析了岩溶区碳汇的形成过程。
本专辑的“地下水环境保护”专题共有8篇论文，该专题延续了沈照理教授将水文地球化学和水岩相互作用的原理应用到含污染物地下水系统研究的思想，并通过微生物技术的融入丰富和发展了该研究思想。这部分论文中提到的主要污染物涉及了有机污染物（《污染场地原位热修复技术与能效分析》《微生物场影响下的场地有机污染物迁移转化初步研究》《天津平原区加油站地下水石油烃污染特征及其生物降解机理研究》）、无机污染物（《高氯酸盐自然衰减的柱实验研究》）和放射性物质（《砂岩含水介质中铀的吸附和迁移行为研究》）等，涵盖了场地调查评估、室内模拟实验、数值模拟（《基于图像法的多孔介质双分子反应溶质运移IM-ADRE模拟》）和场地技术应用的环节，从物理、化学和生物视角（《准饱和地下水中驱替速率圈闭气体饱和度和准饱和渗透系数的关系》《长江经济带某石化场地中污染物分布与微生物特征》）提出了地下水中污染物迁移转化修复机理和技术。
值此专辑出版之际，感谢所有作者（包括论文未在本期刊出的）、审稿专家、廖福博士和编辑部同志所付出的辛勤劳动。我们坚信，沈照理教授开创的科学事业一定能够代代相传，一定会结出累累硕果！

2008年中国地质调查局下达了重编《中国区域地质志》的科研项目，其主要任务是应用板块构造新思维和大陆动力学的新理念，对过去百年特别是近30年来取得的地质新资料进行综合研究和成果集成，使之系统化、规律化和理论化，提供一套有宏观影响的区域地质科学成果，奠定中国地质调查第二个百年的重要基石，以便更好地服务于国家经济社会可持续发展的需求。
这套志书包括省级、区级、全国3个层次，共约60余部志书、300多幅系列地质图件和全国1∶50万比例尺地质数据库。这是一套规模宏大、最具系统性和权威性国家基础地质数据资料，堪称中国地质的百科全书，将在地质事业和国家经济社会发展以及地质科研、地质教育、科学普及和国际地质学术交流等方面发挥重要作用，将为发展和创新地质科学理论开辟道路。这将是我国地质调查研究历史上一件具有里程碑意义的重要地质事件。
通过志书编纂，已经取得诸多阶段性研究成果：从陆地与海洋、地表与深部的结合上大幅度地提高了中国地质研究程度；提出发展洋板块地质研究的学术思想，在若干造山带中发现了典型的蛇绿混杂岩、洋板块地层系统和洋内弧火成岩组合；厘定了中国蛇绿岩类型，建立了不同类型蛇绿岩鉴别标志；提出了造山带洋板块地层序列重建模型，进行了造山带洋板块构造地层区划；揭示了中国3个克拉通地块形成演化过程和动力学机制，在华北克拉通，首次划分出3个古老陆块，厘定出4期重大岩浆事件和2期变质事件；提出我国中—新元古界新的划分方案，重新厘定了江南造山带、川滇等中国南方元古宙地层层序；初步厘定了全国岩浆岩时空分布规律，提出花岗岩成因新认识，总结了中国东部中生代火山岩分布规律，揭示了其“面”与“带”相结合的分布特点;重新划分了中国地质构造单元，把对接带与克拉通、造山系一并作为一级构造单元，以多个实例证实板块构造启动于新太古代，证实原划归元古宙变质基底的黑龙江群为一套典型的洋板块地层系统，针对二叠纪—早三叠世俯冲增生杂岩带提出江南造山带为复合造山带的新认识；划分了中国大陆岩石圈构造单元，总结了各构造单元岩石圈地质、地球物理特征，建立了岩石圈三维结构模型；在京津冀地区第四纪建立了7个冰期、6个间冰期和1个冰后期以及10次海侵、13次海退的冰期及海陆演化进程；在北京、上海和一些省级地质志中，开展了城市地质研究，总结了与城市建设有关的地质要素，首次编纂了海域地质志，总结论述了我国海区及邻域海底地形、地貌及地质的基本特点，编制了系列地质及地球物理图件。
为了使编志过程产生的成果及时提供给社会使用，我们组织编纂了这期专辑，我们还特邀侯增谦院士、高锐院士、王涛研究员、万渝生研究员、张进研究员与其团队专家撰写论文。本专辑共收集26篇论文。论文内容主要分为4部分：(1)俯冲碰撞与岩浆活动、变质作用与成矿系统；(2)洋板块地质与造山带地质；(3)海洋地质和新生代地质；(4)月球地质与基础地质数据更新。
“俯冲碰撞与岩浆活动、变质作用与成矿系统”专栏5篇。张洪瑞、侯增谦认为造山带热结构对大陆碰撞带形态大小、构造样式、岩浆活动和变质作用具有重要控制作用，分析对比了比利牛斯、阿尔卑斯、加里东、青藏高原、华力西等全球主要造山带热结构和热扰动对碰撞成矿的控制作用，提出密西西比河型铅锌矿和造山型金矿是大陆碰撞带内最常见的矿床类型。高锐等通过5 000余公里深地震反射的高精度探测，获得青藏高原巨厚地壳精细结构，揭示了青藏高原与周缘陆块俯冲碰撞的深部行为与样式和高原南北对冲模式、塔里木地块与西昆仑造山带面对面碰撞，以及雅鲁藏布江缝合带中部印度板块上下地壳拆离、上地壳向北仰冲、下地壳向北俯冲形成的剪刀式俯冲碰撞模式；同时发现高原腹地莫霍面平坦、地壳较薄，而扬子板块西缘边界为龙日坝断裂而非过去认为的龙门山断裂。王涛等通过巨型岩浆岩带建库编图，揭示了东北地区晚古生代—中生代岩浆岩时空迁移规律，探讨和厘定了古亚洲洋、鄂霍次克洋和古太平洋构造体制时空分布范围和构造叠合过程，为深入研究板块体制叠合时空范围、叠合机制及其成矿过程提供了范例。万渝生等通过对五台山地区高凡群磨河组地球化学和锆石年代学研究，把高凡群形成时代限定于2 350 Ma和2 176 Ma之间，即古元古代早期。碎屑沉积岩中大量约2 700 Ma、2 540~2 500 Ma、2 300 Ma碎屑锆石表明，其碎屑物质主要来源于恒山—五台—阜平新太古代—古元古代早期变质基底。张进等研究了如何区分增生杂岩中俯冲期间和碰撞阶段的变形及其重要性，在详细介绍俯冲期间变形及其机制基础上，综合对比了俯冲阶段和碰撞阶段以及之后构造变形之异同，提出区别不同阶段变形的主要原则。
“洋板块地质与造山带地质”专栏论文13篇。刘勇等从“初步建立了洋板块地质模型”“识别出中国陆域62条俯冲增生杂岩带”“在南祁连和柴北缘等地发现了洋内弧”“制定洋板块地质构造图编图方案”等方面简要概述了洋板块地质从提出到现今的主要研究进展，同时指出，从大洋的复合演化过程研讨其对大陆演化的制约是洋板块地质的主要研究目标。特提斯洋等中国五大洋的演化、中国东部古太平洋和太平洋转换与中新生代成矿关系等基础地质问题，是洋板块地质研究下一步的工作方向。杨晓平等深入研究解析了大兴安岭地质构造，新识别和重新厘定出9条俯冲增生杂岩带，并归并出1条对接带和4条结合带，发现俯冲增生杂岩带时代由北向南逐渐变新，即由北部的早奥陶世演化到南部的中—晚二叠世，暗示古亚洲洋洋盆不断从北向南后撤，最终于早—中三叠世在西拉木伦一带陆陆拼贴，完成西伯利亚陆块与华北陆块的对接。杨雅军等通过对大兴安岭中生代火山岩地层及其形成构造背景研究，提出中晚侏罗世NE向展布的火山岩主要受控于蒙古—鄂霍次克洋的南向俯冲；早白垩世NNE向展布的火山岩受控于伊泽奈岐板块向东亚大陆的俯冲，晚侏罗世与早白垩世之交的磨拉石建造则是两个构造域转换阶段的沉积记录。刘宝山等对多宝山矿区英云闪长岩（(226.3±2.3） Ma）和争光矿区闪长岩（(229.3±3.1） Ma）的研究表明，二者均属于钙碱性系列I型花岗岩，形成于蒙古—鄂霍次克洋南向俯冲，并证明本区晚三叠世岩浆活动具有较大的银、铜、钼成矿潜力。李文龙等对大兴安岭北端富克山岩浆弧中辉长岩、闪长岩、花岗闪长岩的研究表明，岩浆弧由北向南分布规律显示蒙古—鄂霍次克洋南向俯冲极性。任飞等对嘉玉桥—同卡混杂岩邦达岩组辉绿岩的研究表明其形成于早石炭世(330.9±1.6） Ma，为探讨班公湖—怒江特提斯洋时空演化提供了重要证据。张良等根据多个精确年龄数据，把滇中南元江县撮科蛇绿混杂岩时代厘定为中元古代晚期，属于MORB型蛇绿岩，这对于重新认识大红山群老厂河组属性、研究扬子克拉通西南缘中—新元古代构造岩浆事件等有重要意义。李文辉等对鄂尔多斯盆地南缘—四川盆地北缘地震剖面采集的15个大炮数据进行层析成像研究，精确刻画了汾谓地堑(低速)、秦岭造山带(高速)、大巴山逆冲推覆带上地壳速度结构，探讨了它们沉积特征及构造控制条件。卢占武等在喜马拉雅造山带西部纵穿雅鲁藏布江缝合带实施的深地震反射剖面揭示：伴随印度板块俯冲引起的地壳尺度的多重构造叠置作用，使印度板块地壳减薄而喜马拉雅地区地壳加厚。寇彩化等对桂北四堡地区辉长岩(830 Ma)进行研究，显示其与弧岩浆岩相似，从而推定江南造山带西段860~830 Ma时期处于活动大陆边缘。崔显岳等在长乐—南澳构造带中泉港临头片麻状英云闪长岩中发现我国第五处岩浆绿帘石。以东南沿海现今陆壳厚度30 km推算，早白垩世陆壳厚度应为55~60 km，为中国东部滨太平洋带晚中生代地壳减薄提供了证据。朱小辉等把祁连山花岗质岩浆作用分为7期，分别论述了它们的类型及其产生构造环境，反映了祁连山从古元古代到三叠纪洋陆转换过程。徐盛林等通过Sr-Nd-Pb同位素填图研究，发现西准噶尔地区深部不存在古老结晶基底，晚古生代经历中晚石炭世(岛弧为代表的侧向生长)、晚石炭世—早二叠世(后碰撞垂向增生为主)和早二叠世—早三叠世3期造山阶段(壳幔混源垂向生长)。
“海洋地质和新生代地质”专栏论文5篇。侯方辉等通过东海地球物理研究，探讨了陆地构造向海区的延伸，认为整个朝鲜半岛基底、盖层均类似华北地块，虎皮礁凸起为一增生杂岩带，为浙江陈蔡俯冲增生杂岩带向海域的延伸。王明健等的论文认为：晚三叠世—白垩纪南海北部—东海南部为一统一大型盆地，其发展经历了由特提斯洋到古太平洋转换过程，形成不同类型盆地；潮汕坳陷和基隆坳陷都发育良好的中生代海湾相泥岩，油气潜力大。张宗言等通过孢粉共存因子分折法，从广东雷州半岛ZKA01钻孔地层孢粉分析中建立了古气候参数，于晚渐新世—早更新世识别出4个气候变化阶段，并与全球气候冷暖变化事件相匹配。田飞等通过内蒙古乌日图淖泽尔碱湖沉积过程及机理研究，加深了对浑善达克沙地碱湖干涸过程中沉积及生态演化过程的认识，为东亚夏季风北界地区古环境重建提供了依据。凌媛等总结了海洋、湖泊生态系统中生物标志物的来源和特征，列述了相关指标在国内外重建生态系统组成、结构及生产力方面应用的诸多实例。
“月球地质与基础地质数据更新”专栏论文3篇。金铭等编制了国际上目前最大比例尺(1∶250万)月球数字地质图，建立了有自主知识产权的月球地质数据库建库规范；首次对月球地质要素进行系统梳理和科学分类及编码，有利于促进月球科研成果集成共享和“数字月球”建设，也为开展行星地质编图奠定了基础。许可娟等利用我国探月工程所获数据和已有资料，应用ArcGIS平台，编制了1∶250万佩塔维厄斯幅(LQ-21)数字月球地质图，典型地质图的编研有助于了解整个月球地质演化史。冯艳芳等在分析国内外基础地质数据更新状况和问题基础上，提出我国依托地质云平台3.0构建基础地质数据更新体系的建议。
作为本专辑特约主编，我们衷心感谢专辑论文作者、审稿专家、《地学前缘》主编王成善院士、常务副主编王小龙编审和编辑部全体同仁们的辛勤劳作。我们希望本专辑对读者有所助益，对推动我国地质事业发展做出微薄贡献，敬请读者批评指正。

关键金属或关键矿产资源是国际上最近提出的概念,指当前和未来相当长时间内现代社会可持续发展所必需但在稳定供应方面存在较高风险的金属矿产资源,主要包括稀有金属(如铌、钽、锂、铍、铷、钨等)、稀土金属(如钆、镝、镱、钇和钪等)和稀散金属(如碲、镉、镓、锗等)。关键金属由于具有极度耐高温、耐腐蚀、光学和电磁性质优良等物理化学特性,是支撑航空航天、电子信息、高端制造、新能源、新材料等重点领域发展的重要基础原材料,不仅对我国国家经济社会发展和国防安全十分关键,而且成为工业4.0时代全球经济发展和先进制造业的重要战略资源。在此背景下,美国、欧盟、日本、澳大利亚等相继提出本国的关键矿产目录和清单,明确其供应安全为国家战略,并指出与中国的竞争关系。显然,对关键金属矿产资源的控制和勘探开发利用已不可避免地成为大国资源博弈的焦点。如2011年以来,美国能源部、地调局、内政部和商务部相继发布关键矿产战略、关键矿产评估、关键矿产资源及关键矿产清单、确保关键矿产安全可靠供应的联邦战略等一系列重要报告,欧盟也陆续制定自己的关键金属矿产资源战略、关键原材料清单、欧盟关键矿产、欧盟关键原材料2050愿景与科技创新路线图等。
键金属在地质上有4个显著特点:一是在岩石圈中的丰度很低,通常需要特殊的地质过程和元素的超常富集才能形成具有工业意义的矿产;二是探明资源储量程度较低,难以满足世界各国日益增长的需要;三是部分稀有分散元素难以形成独立矿床,通常以伴生元素的形式赋存在各类矿床中,对这类元素的有效分离和高效利用仍是一个难题;四是关键金属矿产在全球范围内分布极度不均,没有任何一个大国的关键金属能实现自给自足。上述地质属性为关键金属元素来源的示踪、关键金属矿产的勘查评价和元素的提取分离等带来了困难和挑战。正因为如此,关键金属元素的成矿作用机制和资源分布规律研究已成为国际地球科学的热点问题和前沿领域。近年来中国科学技术部和国家自然科学基金委员会等部门相继启动多个专项研究计划,力图推动我国关键金属成矿作用理论创新及勘查评价和资源利用的关键技术突破,如科学技术部启动了“战略性矿产勘探开发利用”重点专项,国家自然科学基金委员会启动了“战略性关键金属超常富集成矿动力学”重大研究计划,中国地质调查局启动了“战略性新兴产业矿产调查”工程,等等。这些专项计划的主要目标是通过加强关键金属矿产资源的研究、勘查、评价和开发,为保障我国战略性新兴产业需求和国家安全、提升国际博弈的控制力和话语权提供重要的理论依据、科技支撑和决策咨询。
为了展示近年我国关键金属矿产资源研究和勘探方面的成果,《地学前缘》编辑部委托我们邀请相关专家组织 “关键金属成矿作用”主题专辑,经过特约主编初选和同行专家审稿,最终接收14篇论文在本专辑发表,主要涉及铷、稀土、锗、锂、铍、铌、钽、锡、锑、铂族元素等关键金属的研究成果。根据研究内容,将论文归为5个栏目,分别为主题综述篇、稀土金属矿床成矿机制与成矿模式、稀有金属矿床成矿过程及勘查进展、稀贵稀散金属成矿构造背景及成矿规律、高纯石英的矿物学研究进展及工业应用,考虑到钒、锑为重要的关键金属,论文较少,一并放到稀贵稀散金属栏目中。
稀土金属矿床成矿机制与成矿模式方面有4篇论文。邓淼等总结全球最大的稀土矿床——白云鄂博矿床的成因研究进展,从矿床地质特征、矿物学特征、成矿时代、成矿流体和稀土元素来源等方面介绍了前人对白云鄂博矿床成因研究取得的主要成果和认识,提出了今后值得重点关注和需要进一步研究的问题和方向。梁晓亮等从花岗岩原生稀土矿物或富稀土元素矿物的溶解、原生矿物向次生矿物的转变、离子吸附型稀土矿床中的赋存状态、吸附和分异机制等方面综述了离子吸附型重稀土矿床的矿物表面/界面反应机制及其对表生淋滤过程中稀土元素活化、迁移、分异和富集的重要作用,为全面理解离子吸附型稀土矿床的成因机制提供了新的思路。易泽邦等通过利用新的物理和化学技术方法提取了广西平南地区花岗岩风化产物中的纳米微粒并准确获得其中的稀土元素含量,阐明了富稀土风化壳中纳米微粒的稀土元素组成和分布特征,为揭示花岗岩风化过程中稀土元素分异富集过程、阐明我国华南离子吸附型稀土矿床的成因机理提供了新的途径和思路。杨道明等基于现有实验岩石学的研究,总结分析和探讨了控制火成碳酸岩中稀土元素和稀有金属元素铌成矿的关键因素,为深入理解火成碳酸岩有关稀土和稀有金属元素成矿、评价火成碳酸岩成矿潜力提供了新视角。
稀有金属矿床成矿过程及勘查进展方面有5篇论文。陈雪锋等对近年来在江南隆起带新发现的西坞口花岗岩型大型铷矿床铷的赋存状态和富集成矿机制进行研究,揭示铷主要以类质同象的方式赋存在多硅白云母中,提出岩浆 热液过渡阶段由于氟含量的升高使岩浆体系中的硅氧四面体、铝氧四面体及其聚合体发生解聚作用,从而使架状硅酸盐向层状硅酸盐矿物转变,促使大量富铷多硅白云母的结晶形成工业铷矿床。唐勇等综合分析了前人对稀有金属矿物在硅酸盐熔体中的溶解度及其影响因素研究,初步建立了二者的定量关系,认为温度和铝饱和指数是影响熔体中稀有金属矿物溶解度和是否形成稀有金属独立矿物的主要因素,提出由岩浆侵位、分离结晶以及流体作用等引起的降温和铝饱和指数增加是稀有金属矿物富集成矿的主要机制。夏祥标等报道了在北喜马拉雅成矿带首次发现、具有超大型资源前景的错祥林铍锡多金属矿床地质矿化特征,划分出4种矿化类型,即夕卡岩型、锡石 石英脉型、锡石 硫化物型和花岗伟晶岩型,识别出两期成矿作用,在此基础上总结了找矿标志,提出了找矿方向。余小灿等对华南江汉盆地近年来新发现的低镁/锂比值深层卤水锂资源的成矿地质背景、富锂卤水水化学特征、富锂卤水赋存的地层与岩性特征进行了详细描述,综述了富锂卤水矿床的成因和勘查进展,对富锂卤水的开采技术和资源利用进行了分析展望,提出深层富锂卤水绿色高效开采与提取技术攻关和相关勘查开发规范的制定是未来研究的重点。周振华等对大兴安岭南段锡多金属矿床的矿化类型、成矿系统、时空分布、成矿模式和成矿规律进行了系统总结,探讨了锡多金属成矿作用机制和成矿动力学背景,丰富了区域锡多金属矿床成矿理论,对区域找矿勘查具有重要指示意义。
稀贵稀散金属成矿构造背景及成矿规律方面有4篇论文。张铭杰等研究了我国西部新元古代和古生代典型岩浆型铂族元素矿床的成矿条件,讨论了铂族元素的源区特征、岩浆过程、迁移形式和多阶段富集过程,总结了岩浆演化过程中铂族元素发生超常富集和成矿的主要机理和地球动力学背景。孔志岗等研究了川滇黔铅锌矿集区大梁子大型富锗铅锌矿床控矿构造的成生序列、构造演化、构造样式及其控矿机制,在此基础上提出矿区南部和西部类似构造分布区为找矿有利部位。郑有业等分析了北喜马拉雅成矿带典型锑矿床的地质特征、矿化特征、矿床地球化学组成和矿床时空分布规律,基于多元素化探异常分析提出了找矿远景地段,划分了最具找矿远景的区域,提出北喜马拉雅成矿带有望成为我国最重要的锑资源勘查开发后备基地。徐林刚等对南秦岭早寒武世千家坪钒矿床的成矿物质来源和古海洋环境进行了研究,认为钒主要来自海水沉积,早寒武世早期南秦岭古海洋表层为氧化性水体,深层为缺氧水体,钒矿床形成于缺氧环境。 高纯石英虽然一般不被列入关键矿产,但在高新技术产业(如半导体、高温灯管、通讯、精密光学、微电子和太阳能等)中应用广泛,发挥了关键作用。因此,本专辑特邀中国科学技术大学杨晓勇等团队对高纯石英的矿物学特征、石英晶体中的主要杂质元素及其赋存状态、石英的阴极发光特性、高纯石英的质量分类及工业标准等进行了详细介绍,总结了高纯石英的矿物学研究进展,并对未来高纯石英的基础研究和工业应用发展趋势进行了展望。
我们希望该专辑的出版在推动中国关键金属矿产成矿理论研究、矿产勘查评价和资源开发利用等方面发挥积极的作用,并期待更多的学者和找矿勘探一线地质工作者更加关注关键金属矿产资源的研究,为提升我国关键矿产资源的国内保障程度、服务国家矿产资源重大战略做出更大的贡献。
本专辑的出版凝聚了14篇论文作者和评审专家的辛勤劳动以及《地学前缘》编辑部各位同志的辛苦付出,值此专辑付梓之际,向他们表示衷心的感谢!

钾盐是我国大宗紧缺战略矿产之一,有“粮食”矿产之称,是农业生产不可或缺的矿物原料。长期以来,国内钾盐供应主要来自察尔汗盐湖和罗布泊盐湖,但现有的钾盐资源远远不能满足我国农业生产的长期需求。因此,寻找大型海相钾盐矿床是钾盐找矿工作的急切任务。为此,中国地质调查局于2016年和2019年启动了“西部地区钾盐矿产远景调查评价”项目和“四川盆地东北部锂钾资源综合调查评价”项目,2017年,国家科学技术部启动了国家重点研发计划项目“中国钾盐矿产基地成矿规律与深部探测技术示范”,《中国钾盐成矿规律与深部探测技术》专辑即是这3个项目最新研究成果的展示。论文所涉研究区覆盖四川、青海、云南、新疆、湖北等省区,各位作者力图将找矿理论方法与实践相结合,向读者呈现本轮钾盐找矿工作的最新思考和认识。本专辑共收录文章18篇﹐分为海相找钾新方向、钾盐找矿新认识﹑钾盐探测新技术和绿色提钾新工艺4个栏目。

(1)海相找钾新方向:论文3篇。介绍了我国海相钾盐找矿突破的曙光:创新提出滇西南“二层楼’成钾模式、指出侏罗纪海相找钾新方向,在川东北宣汉普光地区发现三叠系海相可溶性“新型杂卤石钾盐矿”,在新疆库车地区发现埋深超5000 m的钾石盐矿层,在陕北奥陶纪海相盐盆发现厚层钾石盐矿化段;对比研究了思茅盆地和呵叻盆地的钾盐矿床,认为思茅陆块与印度支那陆块在中生代可能为统一整体,中一晚侏罗世和晚白垩世具有较好的成盐成钾构造和古气候条件;详述了近些年非传统稳定同位素(Cl、B、Br、Mg.K和Ca)在蒸发岩研究中的应用情况，为蒸发岩的研究提供了新的视角。

(2)钾盐成矿新认识:论文7篇。介绍了Na⁺, K⁺, Mg²⁺, Ca²⁺ //Cl^-，SO₄^2--H₂O六元体系中杂卤石形成条件的新认识，认为25 C下杂卤石的形成并不需要极高的钾、镁浓度;介绍了江汉盆地潜江凹陷潜江组地下卤水中Li.B.Br等元素自下而上的分布规律,特别指出,尽管区内地下卤水普遍经受油田注水生产的影响,但大部分卤水的Li、B、Br等元素含量仍达到或超过边界工业品位;对思茅盆地勐野井组的石盐样品开展原位元素测定工作,探讨了其成因模式以及对区内找钾工作的指示;以四川盆地磨溪背斜为例,借鉴含油气系统的概念,归结了卤水成矿的6大关键因素,即钾的物质来源、储层物性、封盖条件、圈闭条件、运移方式和保存条件;详细总结了四川盆地海相深层富钾卤水层系的演化规律及储卤层响应模式;根据对大浪滩梁ZK02钻孔早一中更新世石盐纯液相流体包裹体的研究,探讨了区内早一中更新世的气候环境变化及其对盐湖成矿的影响;依据对SG-1钻孔石盐流体包裹体的研究,探讨了柴达木盆地西部中更新世气候转型期的古水温变化。

(3)钾盐探测新技术:论文5篇。通过井-震联合对比和地震正、反演分析，总结了杂卤石的地震响应特征,通过体属性运算预测杂卤石分布的技术方法,取得了较好的预测效果;通过地震资料解释和属性分析,对比钻孔揭露储卤层岩性特征,获得黑北凹地一大浪滩地区中深部孔隙储卤层地震响应特征，建立了砂砾储卤层的地球物理识别标志,为预测中深部储卤层分布范围和靶区优选提供了依据;应用高分辨率地震处理关键技术,对罗布泊地区重要地震剖面开展数据处理,取得了预期效果;以四川盆地三叠系杂卤石为研究对象，引入人工智能算法对地震资料进行数据挖掘,形成了基于极限学习机的杂卤石预测方法;利用测井技术,探讨了南图尔盖盆地Aryskum坳陷钾盐的分布规律。

(4)绿色提钾新工艺:论文3篇。介绍了川东北普光地区深层富钾卤水钾资源提取思路;基于Pitzer模型预测了Na-K-Ca-Mg-Cl-H₂O溶液的密度,这是一项探索性的工作;对卤水中溶解性有机质的光谱学性质和光降解行为进行了研究。

最后,希望该专辑讨论的关于钾盐地质找矿新方向、新认识、新技术和新工艺等研究成果,在今后推进我国深部海、陆相钾盐找矿和评价工作过程中能够发挥积极作用。衷心感谢所有作者、审稿专家和编辑部同志为本专辑出版付出的辛勤劳动!

特邀主编致读者
白中科

      国土空间生态修复是实现美丽中国、“关系中华民族永续发展的根本大计”。本专缉是39家高等院校、科研院所、79名师生近年来研究的24篇最新成果。研究区域覆盖了青藏高原、黄土高原、内蒙古草原、长江流域、黑河流域（黄河上游）、华北平原等；研究尺度涵盖了区域尺度（流域尺度）、大中地貌尺度（景观尺度）和场地尺度。
        理论方法研究论文8篇。梳理了国土空间生态修复脉络，阐明了生态修复研究方法论，辨析了生态修复若干“伪生态”和“假技术”，指出了生态修复发展战略框架、重大科学问题和研究热点。分析了我国实施的25个山水林田湖草生态保护修复工程试点存在对生态系统内在机理和规律认识不足、过度依赖工程措施、配套管理政策措施不健全等问题。对备受国际社会广泛认可与关注的基于自然的解决方案（NbS）和典型案例进行了梳理，提出了完善我国山水林田湖草生态保护修复工程建议。以我国农牧交错区——内蒙古科尔沁沙地为例，根据大陆性半干旱气候特征、坨甸相间地貌分异和沙性土壤雨水渗漏迅速的特性，提出了基于遥感数据的一体化土地调查、评价与利用布局方法和最小地形干扰、雨养农业的土地整治工程模式。针对广泛分布并长期存在水土流失的基本国情，提出了将水资源保护、水环境整治、面源污染防治、农村污水及垃圾处理、村容村貌人居环境整治等融为一体的系统修复思想。总结了欧盟农业景观生物多样性保护的经验和方法，提出了生态空间“生态修复和管护生态补偿民生改善”、农业空间“生态基础设施生态系统服务提升绿色发展”、城乡生活空间“多功能景观绿色宜居空间营造”、国土全域“生物多样性保护网络”策略。以“生命共同体理论”“三生协调理论”“适宜性管理”等为指导，将江西省国土空间生态修复划为5大生态修复区，以及24个亚区、70个修复小区。基于文献检索和荟萃分析，系统梳理了青藏高原植被与环境因子相互关系，发现对土壤理化性质产生的不利影响，由高覆盖度向中覆盖度转变强于由中覆盖度向低覆盖度转变的重要结论。
        矿区生态修复研究论文9篇。遥感监测查明了全国在建生产矿山、废弃矿山损毁土地面积、恢复治理面积，服务于“源头严控、过程严管、后果严惩”全链条管理的全国矿山遥感监测技术体系基本形成。借鉴IUCN（世界自然保护联盟）发布的《矿山生物多样性管理系列指南》，提出了大宝山矿生物多样性管理的保护修复框架和技术方案。以内蒙古自治区乌海市为研究区，得出了将工矿用地占比控制在5%以内可达到控制总体景观生态风险的重要结论；采用流动监测法等，发现粗颗粒粉尘主要来源工矿用地而细颗粒粉尘主要来源城镇。基于长时间序列遥感数据，发现宁东矿区采矿活动对周围植被生长扰动效应敏感范围可达7~8 km。以长江经济带新桥硫铁矿山集中分布群为研究区，通过构建的20个评价指标综合评判了矿山地质环境。以西北荒漠区7座典型露天煤矿为研究对象，得出以工程措施为主的砾幕层重构是控制风蚀的有效措施。以平朔矿区为例，采用固定监测样地方法，验证了人工支持引导生态系统自然修复效果；构建了适用于黄土高原矿区土地复垦美学视觉评价体系。
        水生态、草地生态、污染土壤生态修复研究论文7篇。对长江下游重要的铜铁资源基地——铜陵矿区46个河段水质进行了检测评价，发现主要污染源为矿山酸性废水。研究发现黑河中游盆地地下水主要来源于祁连山区大气降水补给且干流区地下水氘氧同位素比丰乐河流域更为富集；在丰乐河流域排泄区发现了非现代气候条件下形成的古水。采集柴达木盆地大柴旦地区28个代表性水样,运用反向水文地球化学模拟等方法,发现地下水水化学特征主要受水岩作用和蒸发结晶作用控制。通过对138组石家庄地区浅层地下水水样分析,确定了地下水中铁锰空间分布特征及影响因素。以内蒙古草原露天煤矿为例，得到了利用光学和雷达遥感融合可有效提高复垦植被生物量估算精度的重要结论。以青海三江源称多县为例，运用基于数据挖掘的提升度算法确定了高寒草地退化驱动因素。以雄安新区西南部表层土壤和大宗农作物小麦、玉米为研究对象, 分析评价了As、Ni、Cu、Cr、Pb、Hg、Cd、Zn 等8种重金属元素污染特征和生态风险。
        国土空间生态修复极具挑战，值得献身。新时期，希望得到国内外更多专家学者的专注和参与。
        值此《国土空间生态修复》专辑付梓之际，谨向各位作者和评审专家为本专辑做出的贡献，以及《地学前缘》编辑部的精心把关表示衷心感谢！

特约主编致读者
成秋明陈永清王功文

        赵鹏大院士是著名的教育家、科学家和社会活动家，创立了我国数学地质学科，被誉为“中国数学地质之父”。先生一生矢志不渝地追求地球科学真理，不断探索学科发展的新方向，为我国矿产普查与勘探学科和数学地质学科的发展、地质科技人才的培养以及推动自然资源行业的进步都做出了巨大贡献。
        赵鹏大院士堪称严谨治学和创新研究的楷模！从最早的定量地质研究，提出“地质体的数学特征”“矿床统计预测”，到“地质异常”“‘三联式’矿产定量预测”“非传统矿产资源”，再到“地学大数据与云找矿”，赵先生在地学领域不懈地探索与创新。
        20世纪80年代甚至更早赵先生首次提出数学地质的三大基本任务：(1)查明地质体的数学特征，建立地质体的数学模型;(2)研究地质过程中各有关因素的特征和相互关系，建立地质作用的数学模型;(3)研究适合地质数据特点的数学分析方法及数量化理论，建立地质工作方法的数学模型。其中地质体的数学特征包括几何特征、统计特征、空间特征、时间特征和结构特征，从而奠定新世纪矿体三维可视化研究的基础。进入20世纪90年代，赵鹏大院士提出地质异常的概念，并将矿床统计预测的理论归纳为相似类比、求异和控矿因素定量组合三项内容，开辟了应用致矿地质异常概念和方法定量圈定评价“5P”找矿地段的新方向。进入21世纪，赵鹏大院士进一步关注并提出了成矿事件的时间空间成因成矿多样性和矿床谱系概念，揭示了成矿多样性和矿床谱系与地质异常的内在关联性，发现成矿多样性在成矿物质基础上受矿源地质异常控制，在成矿物质运移上受运矿地质异常控制，在聚矿作用上受赋存环境地质异常控制，在成矿后的变化上受保矿与毁矿地质异常控制，因此，可以通过地质异常的研究来揭示成矿多样性的具体特征。在此基础上，创立了“地质异常成矿多样性矿床谱系”为核心的“三联式”矿产资源定量预测理论和方法体系。在深部找矿研究领域，他认为成矿预测是在不确定条件下制定最优决策的工作，矿床类型的多样性、矿床成因的复杂性、控矿因素的隐蔽性和找矿信息的多解性使得深部成矿预测结果具有较大不确定性，探索成矿预测过程客观化、定量化和精确化是深部成矿预测的前沿课题；他强调深部找矿中要加强地壳深部结构的研究，要重视深部找矿的经济“回报率”和勘查项目的“转化率”的重要性。近年来，赵鹏大院士积极倡导和推动地学大数据应用，提出了“地学大数据与云找矿”“数字地质”等概念，推动了大数据背景下数字地质研究的新局面。
        赵鹏大院士始终强调科研服务于生产实践，在矿产勘查、数学地质和资源产业经济等学科领域取得了巨大成就，奠定了我国矿产资源绿色勘查开发和可持续发展的理论基础，相关科研成果得到国际和国内同行的广泛赞誉，获得国际数学地球科学协会IAMG最高奖——克伦宾奖、俄罗斯彼德大帝奖章、国家自然科学奖等一系列重要奖项，并在全国多个重要成矿带推广应用，取得重大找矿突破。
        赵鹏大院士在担任中国地质大学校长职务22年间，提出了“培养人才、科学研究、服务社会、传承文化、引领时尚”的高校五项功能、“现代型、开放型、国际型”的办学目标、“前沿、急需、联合、交叉”的学科建设八字方针和增强学校“创造力、贡献力、影响力、竞争力”的四力建设以及培养“爱国心与责任感强、基础理论强、计算机和外语能力强、管理能力强、创新意识和创新能力强”的五强人才等一系列办学理念，并领导中国地质大学京汉校区，狠抓学科和专业建设，积极推动中外学术交流与办学合作，使学校由7个系的单科性院校发展到今天拥有23个学院的“双一流”建设高校，为中国地质大学的快速发展做出了巨大贡献。赵鹏大院士还曾担任第七届全国人大代表、第九届全国政协委员、第三和第四届国务院学位委员会委员及地质勘探矿业石油学科评议组召集人、中国地质学会地质教育研究分会会长等职务，为国家科教事业发展四处奔波，大声疾呼，并积极向政府献计献策。他以学为媒，在广泛的学术交流中，为中俄、中加和中日友谊等做出了重要贡献。先后获得科学中国人最受公众关注奖、华人教育名家等荣誉和称号。
        赵鹏大院士已为国家培养了21名博士后、162名博士和21名硕士，他们中有的成为了优秀的专家学者，有的成为了杰出的管理者和企业家。
        值此赵鹏大院士90华诞之际，在《地学前缘》编辑部的支持下，出版了《数字地质与矿产勘查》专辑。专辑展示了赵鹏大院士开创的数字地质和矿产勘查领域所取得的最新代表性研究成果，包括28篇论文，大致涵盖“数学地质与定量勘查”(8篇)、“三维地质建模与隐伏矿预测评价”(10篇)、“成矿模式与定量找矿模型”(9篇)和“地球化学与人体健康”(1篇)等方面。
        真诚感谢《地学前缘》编辑部的支持，同时感谢作者们的卓越贡献以及审稿专家的辛勤劳动。
        谨以此专辑庆贺我国“矿产勘查”与“数学地质”学科的开拓者赵鹏大院士90华诞！

特约主编致读者
崔鹏刘维明王昊

       21世纪以来，在气候变化、构造活动与人类活动的综合作用下，自然灾害强度和风险明显增大，严重危害人类社会的发展，防灾减灾已成为全人类共同面临的巨大挑战和亟须解决的重大课题。特别是巨型灾害，往往造成严重的生命财产损失，甚至对区域或全国性社会经济系统造成严重冲击。巨灾突发性强，发生频率低，观测数据和历史记录稀缺，形成机理与风险演化规律研究难度大，目前科学认识难以满足巨灾的防灾需求。从地质历史记录中捕捉与重建巨型古灾害事件，分析其时空分布特点，认识其发育机制和风险演化规律，可以有效弥补现有观测数据缺乏的不足，为巨灾风险防范提供科学依据和理论支持。
       目前，古灾害研究在国际上已经取得了长足的进展，发现了众多超出已有认知的极端事件，比如洪峰达到107 m3/s造成全球气候突变的北美大洪水。这些极端事件的发现极大促进了对地球表层动力过程灾害效应的认识。中国地学界非常关注古灾害研究，形成了古灾害研究的科学群体，在该领域取得了一系列成果，也在防灾减灾的实践中发挥了巨大作用。
为了集中体现我国古灾害的研究成果，《地学前缘》编辑部委托我们邀请从事古灾害研究的专家撰文，汇编成《古灾害：沉积、地貌与年代》专辑，主要介绍我国不同灾种古灾害的沉积和地貌特征、测年方法、区域分布和发育规律等。本专辑共收录18篇文章，分为测年方法、古灾害链、古滑坡、古洪水、古地震和古海洋灾害6个栏目。
       确定古灾害事件的年代是重建灾害演化过程的关键。测年方法栏目共收录2篇文章:赖忠平等综述了灾变过程的年代学研究，围绕不同灾害过程的沉积体系介绍野外采样策略和对应的测年方法；灾变沉积测年的不确定性是制约古灾害事件重建的重要因素，白世彪等提出了提高古滑坡定年精度的途径。巨型灾害具有典型的链生效应。古灾害链栏目共5篇文章，王萍、殷志强和刘维明等分析了雅鲁藏布江中下游、黄河上游以及雅砻江古堰塞事件的发育特征和分布规律以及地貌效应等,范宣梅和陈剑等分别介绍了岷江上游叠溪和金沙江上游特米巨型古堰塞湖。滑坡是山区最为频发的灾害。古滑坡栏目共收录3篇文章，张永双等以青藏高原东缘为例介绍了深切河谷区古滑坡的判识、特征和定年,王玉峰和黄小龙等分别介绍了高速远程滑坡沉积动力学特征和程海断裂的古滑坡分布规律。洪水是对人类影响最广泛的灾害。古洪水栏目共收录4篇文章，王昊和郭永强等的综述文章分别介绍了高能（溃决）洪水的沉积特征和高山峡谷区古洪水的重建方法,朱诚等系统研究了成都平原一处典型文化遗址古洪水沉积的时代和成因,苏怀等以金沙江2018年白格洪水为例总结了现代溃决洪水的沉积特征。地震破坏力极大，往往造成毁灭性灾害。古地震栏目共收录2篇文章，刘静等介绍了古地震学的研究历史、前沿和发展趋势,李德文等总结了湖泊沉积古地震研究的主要进展、存在的问题和解决途径。我国海洋开发对古海洋研究提出了新的需求。古海洋灾害栏目共收录2篇文章：杨文卿等重建了南海1076年的古海啸事件，分析了其对沿海岛屿的社会经济影响；孙启良等分析了南海北部海底滑坡的特征，进行了灾害评估，指出了海底滑坡的成因机制和潜在海底滑坡的识别方法。
       最后，希望更多的科学家能够关注古灾害研究，并把古灾害研究与现代灾害研究紧密结合，不断深化灾害形成与风险演化机理探索，服务巨灾风险防范。
       值此古灾害专辑付梓之际，谨向各位作者和评审专家为本专辑做出的科学贡献，以及《地学前缘》编辑部的精心把关表示衷心感谢！
       文中全球尺度的海底地形数据由GEBCO（www.gebco.net）提供，在此一并致谢。

        全球常规和非常规油气资源极为丰富，其中常规石油可采资源量为5 350×108 t，非常规石油可采资源量为5 834×108 t。随着油气勘探面临的对象向“深层、深水、薄层岩性圈闭、非常规油气资源”等方向的转变和新方法新技术的广泛应用，沉积储集研究作为深层、深水、岩性圈闭和非常规油气资源勘探的基础，面临着一些列重大的沉积储层理论和方法技术瓶颈问题，如深时沉积过程和沉积动力学、沉积作用与构造活动、事件沉积作用、细粒沉积环境、复杂储层形成机制和“甜点”预测、模拟实验、多学科综合开展沉积储层研究等。显然，加强沉积储层研究对于发展完善沉积地质学、储层地质学理论，发现矿产资源，特别是指导油气资源勘探开发具有重要的科学意义和战略价值。
        “沉积盆地构造沉积储层响应”主题专辑包括24篇学术论文，将从某些触角去探讨典型含油气盆地构造活动、沉积体系和储层发育的基本特征和相互关系，阐明盆地构造演化、层序地层格架、深时沉积体系、致密储层成因机理、页岩源储关系等前沿地学问题以及油气勘探开发实际问题，反映层序沉积储层研究新进展。
原型盆地恢复具有十分重要的石油地质意义，但原型盆地恢复难度大，难以用一种方法或几种方法确定盆地构造背景和沉积盆地边界。鄂尔多斯盆地富含煤、石油、天然气、页岩气和砂岩型铀矿等资源，在新元古代发育拗拉谷，早古生代演化为浅海台地，晚古生代和中生代逐渐向内陆湖泊演化，新生代沉降回返并定型为现今的地貌。研究表明，中—晚三叠世鄂尔多斯原型盆地北部边界位于内蒙古达拉特旗—山西大同一线，东部边界为山西宁武—太原—太谷—榆社—河南安阳—开封—登封一线，南部边界位于陕西陈河—洛南—栾川—南召一线，西部以肃南马良沟为界，西北则以贺兰山断裂带为界，原型盆地面积巨大，北坡发育曲流河三角洲湖泊沉积体系，南部发育粗粒的冲积扇辫状河/扇三角洲湖泊沉积体系。
        多幕裂陷盆地构造演化特别是复杂的断裂发育特征及其活动方式是当前国际上盆地分析关注的热点和难点。多幕次裂陷作用下断裂活动方式的转型，必然会导致物源水系、沉积物入口及砂体分散方式的系统性差异。在第一幕裂陷或者单幕裂陷盆地中断裂往往会发生分段联接，在盆地演化的早期各个洼陷较为分散和孤立，主要以陡坡带和缓坡带水系供源为主，而在断裂发生连锁之后，轴向水系供源体系逐渐开始占据主导；第二幕裂陷作用下盆内断裂活动方式及其沉积响应关系较为复杂。在伸展应力方向偏转的多幕裂谷盆地，晚期裂陷阶段往往以特定的边界断层迅速生长和复活为特征，近似垂直于新的应力场方向的先存断层优先活动，位移量快速达到最大，有利于大型的轴向供源体系的形成；未复活断层控制的地区其构造沉降弱，继承了早期裂陷结束时长轴水系供源的特征。
浅水三角洲和陆架边缘三角洲是当今沉积学研究热点，人们在三角洲形成背景、沉积作用过程、沉积亚微相表征和沉积模式、主要控制因素等方面取得了系列研究成果。苏丹穆格莱德盆地Unity凹陷白垩纪Aradeiba期古地貌宽缓，古气候温暖潮湿，物源充足，古水体水浅动荡，形成了以水下分支河道为主要砂体的浅水三角洲，湖平面下降、强烈断裂活动和充足物源供给有利于大型浅水三角洲发育。巴布亚盆地侏罗系发育受潮汐影响的被动陆架边缘三角洲，主物源来自澳大利亚北部克拉通，形成的三角洲前缘砂坝受高能量的潮汐作用改造呈朵状或指状，储层物性好，为优质储层发育相带。
        随着致密油气勘探开发的蓬勃发展，地质学家们对储集油气资源的致密储层、页岩储层的认识程度在不断提高。目前，人们关注致密/页岩储层类型划分、岩石类型及其地质特征、成岩过程和储层物性定量评价、致密/页岩储层形成机理和有利储层预测等。特别是“甜点”储层（异常高孔段、裂缝发育段、有机孔发育段）的形成机理和预测成为当前致密/页岩储层勘探开发的重要科学问题。中国陆相含油气沉积盆地发育多种类型致密/页岩储层，强烈的压实作用和胶结作用是储层致密化的主要原因。渤海湾盆地济阳坳陷渤南洼陷沙河街组深层砂砾岩储层平均孔隙度8.6%，平均渗透率3.81 mD，孔隙连通性差，储层非均质性强。压实作用造成沙河街组砂砾岩原生孔隙损失率约77%，是储层致密的重要机制。二连盆地下白垩统发育一套富含油气的、特低低孔、超低特低渗湖相云质岩储层，早期方解石胶结是储层物性降低的主要因素，物性变差主要与凝灰质蚀变促进早期胶结作用和生成黏土矿物有关。四川盆地五峰组—龙马溪组过成熟海相页岩发育有机孔、无机孔和微裂缝。微裂缝多呈条带状，能有效沟通有机孔和无机孔。页岩孔隙以孔径<10 nm的微孔和介孔为主，孔隙数量和体积占比均大于80%。有机孔面孔率随着孔径增大而增大，孔径为100~400 nm的孔隙面孔率占比最大。溶蚀孔隙度与碳酸盐矿物含量呈正相关，过成熟海相页岩中微孔和小孔径介孔孔隙大量分布，有利于页岩气以吸附态赋存。四川盆地下侏罗统大安寨段为一套以暗色页岩与介壳灰岩不等厚互层为主的浅湖半深湖沉积，页岩有机质类型以Ⅱ2型和Ⅲ型为主；页岩的储集空间包括有机孔、无机孔与宏微观裂缝，页岩中黏土矿物粒缘孔和晶间孔最为发育，有机孔次之，微裂缝发育程度与连通性较好。
        当今国际沉积地质学和储层地质学研究关注全球气候变化沉积记录、深水沉积与事件沉积、碳酸盐与微生物沉积、深时源渠汇系统、盆地沉积动力学机制、储层次生孔隙形成机制和页岩储层发育演化等热点问题。结合中国沉积盆地构造背景，针对未来构造沉积储层研究应该加强中国不同类型含油气盆地沉积古地理、不同类型储层形成发育机理以及深埋薄层砂体识别预测等重要基础和高新技术研究，研究地质时期构造运动、古气候的突变、火山活动等诱发因素以及古地形的变化，探讨不同地质因素与重力流或事件沉积过程之间的关系，建立反映不同盆地背景的沉积模式，实现湖盆沉积过程和事件沉积研究的新突破；阐明常规储层和非常规储层形成机制，基于定量沉积相、成岩相综合研究，有效预测“甜点”储层分布；创新建立细粒岩与混积岩研究方法体系，建立统一的岩性/岩相/微相分类体系，研究细粒和混合沉积的机械作用、地球化学与生物过程（多种沉积过程叠加）以及细粒和混合沉积的动力学机理（细粒沉积学和混合沉积学）；不断深化现代沉积和露头沉积学、实验沉积学、地震沉积学、遥感沉积学、大数据和信息技术、物理和数值模拟沉积学等新方法技术在沉积机理和砂体预测等方面的应用，不断促进沉积学由定性描述向定量研究发展，加强应用研究与沉积机理研究紧密结合，形成具有中国地域特色的沉积学理论和方法体系。
        希望该专辑讨论的关于沉积盆地构造、沉积、储层响应关系等方面的研究成果在推进中国沉积地质学、储层地质学研究以及常规和非常规油气勘探开发过程中发挥积极作用。
        衷心感谢所有作者、审稿专家和编辑部人员为本专辑出版付出的辛勤劳动！